JP6517793B2 - 培養培地内への物質の制御放出機構を有する血液培養ボトル - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、「培養培地内への物質の制御放出機構を有する血液培養ボトル」の標題で２０１３年１０月２５日に出願された米国仮特許出願第６１／８９５，７６０号および「培養培地内への物質の制御放出機構を有する血液培養ボトル」の標題で２０１４年８月１日に出願された米国仮特許出願第６２／０３２，３２９号のそれぞれの出願日の利得を主張し、これらの開示内容は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

敗血症は、病院内におけるその高発生頻度および高死亡率の点から、重大な医療課題になっている。敗血症の主原因の１つは、血流感染（ＢＳＩ）である。ＢＳＩは、最も一般的には、血液培養によって診断される。血液培養では、血液の試料が、細菌生長を促進するように制御された雰囲気内において微生物生長培地によって培養されるようになっている。現在の自動化された血液培養システムは、血液内における感染性微生物の存在を検出するのに１２−４８時間かかり、任意の感染性微生物の存在を排除するのに最大で５日かかる。多くの場合、ＢＳＩの存否を可能な限り迅速かつ正確に決定することを確実にするために、添加物が血液培養物に混合されねばならない。例えば、採取時の患者の血液は、すでに抗生物質を含んでいる。抗生物質の存在は、感染性微生物の存在を検出するのに必要な時間をさらに延ばす可能性がある。陽性血液培養を継代培養し、識別試験および抗菌感受性試験を行なうことによって、感染性微生物を識別するために、さらに１２−４８時間かかる可能性がある。これらの結果は、治療方針を変更するのに手遅れであり、その結果、患者の死をもたらすことがある。

感染性微生物の存在を検出するのに必要な時間を短縮するために、種々の吸着樹脂を用いて、患者の血液試料内の抗生物質の存在を吸着させることができる。加えて、患者の血液試料からの抗生物質の吸着によって、微生物を再生かつ生長させ、これによって、試料内の微生物の存在を確認することができる。吸着樹脂および微生物生長培地は、典型的には、密封容器内に配置された１つの混合物内に存在している。微生物生長への抗生物質の影響を軽減することによって微生物検出の時間を短縮することに加えて、血液試料は、多くの場合、細菌の検出時間を早めるために、もし微生物が存在するなら、該微生物を捕捉するために、濾過されるようになっている。しかし、この実施は、現在、多数のツールおよびステップを備える一般微生物学研究所内においてなされている。

最適な培地組成のある特定の成分が樹脂と両立しないことが見出されてきている。例えば、溶解培地が吸着樹脂および生長培地を含む混合物内に存在するとき、吸着樹脂は、溶解試薬の成分を吸着することがある。このような吸着によって、溶解機能が失われることになる。培地の安定性を高め、微生物の生長に必要な培地成分（例えば、栄養物、洗剤、など）の非特異的吸着を最小限に抑えるために、単一の閉じた系内において樹脂および培養培地から溶解試薬を分離することが望ましい。それ故、添加物を血液培養物に混合するための改良された方法および装置、ならびにＢＳＩの診断のための改良された血液試料の処理が、依然として求められている。

ここに記載されているのは、種々の試料成分を血液試料／血液培養物内に放出させるための方法および装置である。一実施形態では、ある特定の成分を好ましい時間間隔で血液試料／血液培養物内に混合させる時間制御放出機構が検討されている。これらの方法は、特にＢＳＩ検出に関連し、これについて記載されている。しかし、当業者であれば、ここに記載される方法および装置は、下流側の分析のための成分の制御混合が求められる種々の状況において用いられてもよいことを理解するだろう。同様に、当業者であれば、ここに記載される方法および装置は、任意の種類の生物学的試料、例えば、血液、乳酸塩、髄液、尿、などの任意の無菌体液と共に用いられるのにも適していることを認めるだろう。

ここに記載される方法および装置の実施形態では、ベクトン・ディッキンソン・ダイアグノスティック・インストゥルメント・システムズ社によって製造されているバクテックＦＸ（登録商標）９０００シリーズのような血液培養ボトルが用いられるとよい。これらのボトルは、種々の要素を分離するための複数の個別のチャンバを有しているとよい。例えば、１つのチャンバは、微生物生長培地を含んでいるとよく、他のチャンバは、吸着樹脂または溶解試薬を含んでいるとよい。各チャンバは、各要素を互いに分離するようになっているとよく、手動によってまたはバクテックＦＸ９０００シリーズ器具のようなシステムを用いる自動制御によって、チャンバの内容物を所望の時期に放出する種々の手段を有しているとよい。吸着試薬（例えば、樹脂）、溶解試薬、および生長培地のようなチャンバ成分の混合を制御することによって、樹脂による血液試料内の抗生物質の吸着を制御することができる。ここに用いられる手動制御または手動操作は、自動化システムを制御不能とするために、一部のオペレータ関与または介入が必要である。対照的に、自動化制御または自動化操作は、自動化機能を果たすために用いられるシステムおよび装置を制御不能とするために、オペレータによる物理的な介入を必要としない。

他の実施形態では、試料を時間制御プロセスを介して単一システム内に接種するための方法および装置が記載されている。一実施形態では、ここに記載される装置は、２つのチャンバと、押込み力または加圧力によって制御される放出機構と、を有している。この放出機構によって、チャンバ内容物を互いに混合させることができる。

一実施形態では、チャンバは、ボトル内に配置されている。鋭利な先端を有するロッドが、ボトルに固着されたキャップに取り付けられている。ロッドは、キャップから下方を向いている。センサが、血液培養ボトルの底に配置されている。代替的に、センサは、血液培養ボトルのどこに配置されていてもよく、ボトルの内側に懸垂されていてもよく、または培養培地内に溶解可能になっていてもよい。センサは、微生物の存否を示す血液培養物の環境状態を監視するようになっている。他の実施形態では、培養物の状態は、センサに代わって細胞密度または細胞インピーダンス特性を測定することによって、監視されてもよい。血液試料は、生長培地が配置されているチャンバの上方のチャンバ内に配置されている。ロッドの先端がチャンバを突刺し、これによって、血液試料を生長培地と混合させることができる。血液試料を生長培地および吸着チャンバ内に放出するための装置は、血液試料が血液媒体ボトル内に入り込む距離を制御することもできる。換言すれば、試料が培地内に投与される量を制御することによって、血液の入り込む程度を較正することができる。このような制御は、手動的に行なわれてもよいし、または自動的に行なわれてもよい。

他の実施形態では、２つ以上のチャンバが存在している。押込み運動は、第１のチャンバのシールのみを破裂させるように制御されてもよい。その後になって、第２の押込みが２つ以上の追加的なチャンバシールを破裂させることになる。代替的に、一回の押込みが、多数のチャンバシールを同時に破裂させてもよい。いったんシールが破断したなら、シールが破裂したチャンバの内容物が隣接チャンバの内容物に連通することになる。いったんシールの全てが破断したなら、先細ロッドは、最も底側のチャンバ内に入る。一実施形態では、延出したロッドは、撹拌器として作用し、自動的または手動的な内部力または外部力、例えば、強磁性力によって、撹拌されるようになっている。

他の実施形態では、放出機構は、捩り力によって操作されるネジ機構である。雌ネジ山と鋭利な先端を有するロッド特徴部とを含むキャップが、雄ネジ山を有すると共に１つまたは複数の個別の密封チャンバを含む血液培養ボトル内に挿入されるようになっている。血液試料は、弾性材料（例えば、隔膜ストッパ）から作製されたキャップ開口またはストッパを通して、第１のチャンバ内に投与される。好ましい時期に、キャップが、自動的または手動的に下方にひねられ、ロッドの先細端を押込み、第１および第２のチャンバを分離するシールを破裂させ、これによって、第１のチャンバの血液試料を第２のチャンバの内容物と混合させることができる。ネジ式放出機構は、個々の区画シールを連続的にまたは実質的に同時に破裂させるために、自動的に制御されてもよいし、または手動的に制御されてもよい。いったんチャンバシールの全てが破裂し、それらの内容物が所望の時間内に互いに混合されたなら、装置は、自動的または手動的に反転され、これによって、混合された内容物をさらなる試験のための別のリセプタクル内に放出するようになっているとよい。

さらに他の実施形態では、装置は、２つ以上の穿刺機構を有している。この実施形態では、上リセプタクルおよび底リセプタクルは、一緒に組み合わされ、互いに向かって前進され、これによって、穿刺機構がリセプタクルチャンバ間のシールを穿刺するようになっている。具体的には、２つ以上のチャンバを有する１つのインサートが、ボトルの上リセプタクル内に配置されている。上リセプタクルは、フィルターおよび濾過収集チャンバを含むボトルの底リセプタクルの上に装着されている。上リセプタクルは、上リセプタクルのキャップ内に嵌合された穿刺機構（例えば、鋭利な先端を有するロッド）を有しており、底リセプタクルは、上リセプタクルの方を向くスパイクを有している。

上リセプタクルは、底リセプタクルの上に配置され、上リセプタクルと底リセプタクルとの間に追加的なチャンバを形成するようになっている。一実施形態では、このチャンバは、常気圧よりも低い圧力を有している。代替的に、このチャンバは、空であってもよいし、または溶解試薬のような物質を含んでいてもよい。ここに記載される１つまたは複数の空チャンバおよび該チャンバの空部分は、必要に応じて、チャンバまたは装置のヘッド空間と呼ばれる。

血液試料は、上リセプタクルのキャップ内の開口または隔膜を通って、上リセプタクルと底リセプタクルとの間のチャンバ内に導かれる。上リセプタクルおよび底リセプタクルは、自動的または手動的に互いに向かって前進される。これらのリセプタクルが前進すると、上リセプタクル内のロッドの先細端が濾過チャンバを隣接チャンバから分離するシールを穿刺する。また、底リセプタクルのスパイクが、チャンバインサートを隣接チャンバから分離するシールを穿刺する。上リセプタクルおよび底リセプタクルの互いに向う前進は、制御可能であり、これによって、濾過シールのみが最初に破断され、続いて、他のチャンバのシールが破断されるか、または濾過シールおよびチャンバシールの両方が同時に破断されることになる。いったんチャンバ間のシールが破断されたなら、チャンバの内容物が互いに混合され、これによって、チャンバの上部分に濃縮物が形成され、過剰な液体副生成物が濾過収集チャンバを通って流れるときに濾過されることになる。

代替的実施形態において、リセプタクルは、ネジ機構を用いて前進するようになっており、上リセプタクルおよび底リセプタクルは、一方または両方のリセプタクルを互いに対してひねることによって、互いに向かって前進するようになっている。

さらに他の実施形態では、試料の処理時に、強磁性カッターを用いて、１つまたは複数のシールを穿刺し、１つまたは複数のチャンバの内容物を混合するようになっている。チャンバおよび強磁性カッターを含む１つまたは複数の個別に密封されたインサートが、血液培養ボトル内に配置され、少なくとも１つのインサートの長さに沿って延在する流路を含むキャップによって密閉されている。追加的な底チャンバが、インサートを血液培養ボトル内に嵌合することによって形成されてもよい、血液試料は、流路を通って血液培養ボトル内に導かれるようになっている。他の実施形態では、血液試料は、インサートをボトル内に配置する前また配置した後、インサート内のチャンバの１つに導かれるようになっていてもよい。

強磁性カッターは、手動的または自動的に作動されるようになっている。カッターは、流路に形成されたシャフトに沿って前進し、チャンバ間のシールを穿刺し、これによって、チャンバの内容物を隣接チャンバの内容物に混合させることになる。強磁性カッターの前進は、連続的にシールを破断するように制御されてもよいし、または実質的に同時に多数のシールを破断するように制御されてもよい。強磁性カッターは、流路から現れ、培養ボトル内に導かれた後、継続的に回転するように制御されてもよく、これによって、好ましい混合物が得られるまで、培養ボトル内の個別のチャンバの内容物をさらに混合することができる。

代替的実施形態では、先細ロッドは、自動的または手動的に通路を通って前進するようになっている。自動モードでは、磁気力を用いて、ロッドを前進させるようになっている。前述したような他の放出機構（例えば、捩りまたは押込み）を用いて、先細ロッドを流路を通って前進させるようになっていてもよい。

他の実施形態では、磁気ビードを用いて、樹脂を培地から分離する生物学的不活性ポリマー（例えば、シリコーンバリア）を摩滅させるようになっている。磁気ビードは、シリコーンセンサ、樹脂、バリア、および培養培地を含む底チャンバ内に配置されている。磁気ビードは、外力によって作動したとき、シリコーンバリアを摩滅させ、樹脂を培地および血液培養物と混合させることになる。血液試料は、ボトルを密封するのに用いられる突刺可能なキャップを通って血液媒体ボトル内に導かれる。外力は、手動的または自動的にもたらされる磁気力とすることができる。他の実施形態では、音響力、電気力、および重力のような外力を用いて、生物学的不活性ポリマーを十分にまたは部分的に破裂させることができる。機械的な誘発力（例えば、撹拌力、遠心力、など）も考えられる。

代替的実施形態は、血液培養ボトル内に配置された成形インサートの使用を検討している。これらの実施形態では、前述のチャンバが、インサート内に設けられている。成形インサートは、培養ボトル内にそのネックから懸垂されるようになっており、または外力による撹拌を可能にするために、該ネックから離脱され、培養ボトルの内側に懸垂されるようになっている。インサートを培養ボトル内に固定するために、種々の形式のフランジおよびキャップが用いられる。隔膜ストッパまたは隔膜キャップも設けられており、該隔膜ストッパを通って、培養されるべき血液試料がボトルに接種される。いくつかの実施形態では、穿刺可能なニードルによって、キャップが培養ボトルから離脱されるようになっている。他の実施形態では、キャップは、ニードルが隔膜を貫通する前に、押込みまたはひねりなどによって離脱されるようになっている。

一実施形態では、インサートは、管状チャンバを有しており、該管状チャンバに血液培地用の試薬（例えば、樹脂および／または溶解培地）が配置されている。この試薬は、培養培地および他の試薬との混合のために、培養ボトル内に送達されることになる。インサートは、本体と、該インサートを培養ボトルのネックに固定するためのより広い上部分を有している。インサートの管状チャンバは、薄膜によって密封されている。インサートは、隔膜／キャップアセンブリによって、培養ボトルに固定されている。インサートのより広い上部分は、培養ボトルと流体連通している開口を含んでいる。これによって、インサート内に導かれた血液は、インサートから培養ボトル内に流れることになる。いったんシール薄膜が破断されたなら、インサートの内容物（例えば、樹脂および／または溶解培地）も、ボトル／インサートアセンブリが反転されたとき、開口を通って培養ボトルの下側チャンバ内に流れることになる、血液試料は、キャップを穿刺して薄膜を破裂させるニードルによって、培養ボトル内に導かれる。

他の実施形態では、成形インサートは、均一な本体部分を有している。この本体部分は、培養ボトルのネックを貫通し、隔膜またはフランジによって、培養ボトルに固定されている。インサートの内部と血液培養ボトルとの間に流体連通をもたらす開口が、インサート上端の近くに配置されている。開口の下方にシールが配置されている。該シールは、破断されたとき、もしボトル／インサートアセンブリが反転されたなら、インサートの内容物を培養ボトルの内容物と流体連通させ、これによって、培養ボトルの内容物に対するインサートの内容物の内部混合を促進することができる。

さらに他の実施形態では、インサートは、ヘッド部分、中空本体部分、およびベース部分を有するストッパとして構成されている。ヘッド部分は、培養ボトルのネックの上方に位置している。中空本体部分は、血液および血液培養培地と混合される組成物／試薬（例えば、樹脂および／または溶解培地）を含むチャンバである。ベース部分は、インサートの内容物が培養ボトルの内容物と混合しないようにするための薄膜である。インサートは、ストッパインサートのヘッド部分を覆って培養ボトルのネックに固定する隔膜キャップによって、培養ボトルに固定されている。大きなキャップおよび隔膜は、突刺可能になっている。血液試料は、血液が通流するカニューレをニードル内に有する試料送達装置によって、培養ボトル内に導かれる。好ましくは、ニードルは、突刺可能なキャップ／隔膜を穿刺し、ベース薄膜を引裂または破裂させ、これによって、血液試料およびインサートの内容物を、カニューレを通して培養ボトル内に流し、培養ボトルの内容物と混合させるようになっている。当業者に知られているように、隔膜ストッパまたは隔膜キャップは、弾性ストッパまたは弾性キャップである。弾性ストッパまたは弾性キャップは、ニードルによって突刺可能であるが、密封を維持し、ニードルが引き出された後も密封を継続的に維持するようにさらに適合されている。

代替的実施形態では、インサートは、培養ボトルのネックを通って受け入れられるように構成されている。インサートは、隔膜が培養ボトルネックの上に位置することを可能にする上面直径を有する隔膜によって、培養ボトルに固定されている。隔膜の底部分は、凸状であり、インサートの凹状部分内に固定され、これによって、インサートを培養ボトル内に懸垂させ、隔膜によってネックに固定することができる。隔膜の下方に、隔膜とチャンバを画定するインサートの上部分との間のバリアが配置されている。いくつかの実施形態では、ニードルの作用によって、インサートを離脱させ、培養ボトル内に落下させ、これによって、インサートの内容物、培養ボトルの内容物、および血液の内部混合を促進させることができる。他の実施形態では、インサートの底部分のシールは、真空によって適所に保持されている。ニードルがシールを突刺し、血液をインサート内に導くとき、シールが脱落し、これによって、インサートの内容物が血液培養ボトル内に流れることができる。いずれにしても、インサートの内容物は、前進するニードルの結果として、血液培養ボトルの内容物および血液と内部混合されることになる。

他の実施形態では、インサートは、ここでも、血液培養ボトルのネック内に受け入れられ、かつ固定されている。血液培養ボトル内に延在するインサートの部分は、インサートの底部分内にチューブを形成する隆起した中心部分を有している。このチューブの上端は、突刺可能なシールを有している。このシールは、該シールを健全に保ちながら、チャンバの内容物が培養ボトル内に流れないように保っている。注射器によって送達された血液がボトルに接種されるとき、ニードルがシールを突刺し、これによって、血液をインサートのチューブを通して培養ボトル内に流すことが可能になる。チャンバの内容物は、ボトルを反転させ、チャンバの内容物を破断したシールを通して培養ボトル内に流すことによって、ボトルの内容物と内部混合されるか、またはチャンバの底部分を上部分から離脱させ、チャンバの内容物を血液培養ボトルの内容物と混合させることによって、ボトルの内容物と混合されるようになっている。

さらに他の実施形態では、チャンバは、隔膜ケージである。ケージは、その内側に試薬（例えば、樹脂）を有する１つまたは複数のカプセルを保持することができる。カプセルは、血液培養ボトルの内容物内に溶解するものではなく、血液を血液培養物に接触するために用いられるニードルがケージおよびその内容物を穿刺したとき、残存断片となるように、配置されており、これによって、カプセル内容物を血液培養ボトル内に放出することになる。

代替的実施形態では、チャンバは、化学薬品（例えば、低分子、タンパク、など）の添加によって完全にまたは部分的に破断される非成形材料から作製されている。このチャンバは、培養ボトルの内側に固定されずに懸垂されているとよい。代替的に、チャンバは、環境条件の変化、例えば、ｐＨおよび／またはイオン強度の変化、または外力によって破断されるようになっていてもよい。

本発明の主題を達成し、かつ使用するのに際して当業者の理解を促すために、添付の図面について説明する。

吸着樹脂チャンバおよび先細ロッドの斜視図である。 チャンバ／ロッドアセンブリの破断側面図である。 チャンバが樹脂を含んでいる密封されたロッド／チャンバアセンブリの破断側面図である。 センサを含む血液培養ボトル内に配置された図３Ａ−３Ｄに示されているアセンブリの破断側面図である。 樹脂を血液ボトル内に放出するためのインサートの操作を示す破断側面図である。 図３Ａ−３Ｄのチャンバの代替的実施形態を示す破断側面図である。 真空チャンバインサートを含む培養培地ボトルの破断側面図である。 水平に配置された真空チャンバインサートを含む培養培地ボトルの破断側面図である。 真空チャンバインサートの代替的実施形態の概略図である。 チャンバおよび突刺機構を有する血液培養ボトルの他の実施形態の破断側面図である。 突刺機構の代替的実施形態の破断側面図である。 キャップをねじ込むかまたはひねることによる突刺機構の操作を示す略側面図である。 血液培養ボトルに充填インサートを導入し、インサート内にチャンバをもたらす方法を示す略側面図である。 図１２のチャンバの充填およびハウジングへの突刺機構の配置を示す略破断側面図である。 図１３Ｂに示されている装置の血液収集チャンバ内に血液試料を送達する方法の略側面図である。 図１４Ａ−１４Ｄの装置内のチャンバ内容物と血液および血液培養培地との混合を示す略側面図である。 血液培養ボトルの代替的インサート構造の略側面図である。 図１６Ａ，１６Ｂのインサート構造の一連の斜視図である。 培養ボトルアセンブリの底部分として構成されたフィルターアセンブリの破断側面図である。 図１８に示されているアセンブリの一連の斜視図である。 上部分と図１９に示されている底部分とから形成された装置の操作を示す一連の破断側面図である。 図２０の装置の斜視図である。 種々の操作段階にある図１７の装置の側斜視図である。 他の実施形態によるチャンバインサートを含む血液培養ボトルの破断側面図である。 強磁性カッターを有するチャンバインサートの斜視図である。 図２３Ａ−２３Ｃの強磁性カッターのアセンブリを示す図である。 ボトル内容物内への強磁性カッターの放出を示す図である。 研磨性磁気ビードを含む血液培養ボトルの破断側面図である。 樹脂層およびバリアと共に研磨性磁気ビードを含む血液培養ボトルの底部分の破断側面図である。 培養ボトルのネックから懸垂された試薬収容のための管状チャンバを有する成形インサートの代替的実施形態の破断側面図（図２７Ａ，２７Ｂ）および斜視図（図２７Ｂ．２７Ｄ）である。 均一な本体部分を有する成形インサートであって、該インサートの上端近傍に開口を有する、成形インサートの代替的実施形態の破断側面図である。 培養ボトルのネックから部分的に懸垂されたストッパとして構成された成形インサートの代替的実施形態の斜視図（図２９Ａ，２９Ｂ）および破断側面図（図２９Ｂ，２９Ｃ）である。 隔膜／キャップアセンブリによって培養ボトルに固定された成形インサートの代替的実施形態の破断側面図（図３０Ａ，３０Ｃ）および上斜視図（図３０Ｂ）である。 フランジによって血液培養ボトルのネックに固定された成形インサートの破断側面図である。 真空チャンバインサートの代替的実施形態を含む媒体培地ボトルの破断側面図である。 隆起した中心部を有するインサートの破断側面図である。 チャンバがカプセルを収容するための隔膜ケージであるインサートの代替的実施形態の斜視図である（図３４Ｂは、培養ボトルの内側に配置されたインサートの破断側面図である）。 懸垂されたインサートを有する培養ボトルの破断側面図である。 チャンバがプランジャーを有するバレルであるインサートの代替的実施形態の破断側面図である（図３６Ｅは、バレル／プランジャーインサートアセンブリを収容する培養ボトルを示している）。 図３６Ａ−３６Ｄに示されているアセンブリの斜視図である（図３７Ｅ，３７Ｆは、培養ボトルの内側に配置されたバレル／プランジャーインサートアセンブリの斜視図である）。

ここに記載されているのは、試料分析の成分を混合するためのタイミングおよび順序を制御するように構成された方法および装置である。一実施形態では、この方法および装置は、種々の血液培養成分の制御放出を行なうように構成されている。これらの実施形態では、１つまたは複数の別々の密封チャンバを有する血液培養ボトルが設けられている。血液培養ボトルは、チャンバ間のシールを穿刺する機構を備えている。任意選択的に、この機構は、時間制御機構によって、自動的または手動的に作動されるようになっている。この機構は、第１のチャンバの１つまたは複数のシールを裂き、これによって、血液試料をチャンバ内容物に連通させるようになっている。この機構は、さらに前進し、追加的な（任意選択的な）シールを突刺し、これによって、最初に混合された成分を他の隣接チャンバの成分または血液培養物自体とさらに混合させることができる。ここではＢＳＩ分析に関連して実施形態を説明するが、ここに記載される装置および方法は、多種多様な試験、研究および処理、例えば、化学反応および複合材混合のための成分の制御混合を行なうために用いられてもよい。

図５Ａは、血液培養ボトルの下側チャンバ４５０の上に位置する密封されたチャンバインサート３２０の一実施形態を示している。血液試料は、試料送達装置から開口または隔膜を通って送達されるようになっている。例えば、試料送達装置は、ニードル内に血液試料が通流するカニューレを有しているとよい。適切な市販の血液培養ボトルの例として、ベクトン・ディッキンソン社によって製造されているバクテックＦＸ９０００シリーズが挙げられる。図１は、密封されたチャンバインサート３２０の２つの部品、すなわち、菅状通路１００と交差バーを有する先細ロッド１１０を示している。

図２Ａ−２Ｄは、ロッド１１０および管状通路１００がいかにキャップ２００に組み込まれるかを示している。キャップ２００は、下側嵌合口２０５および上側嵌合口２０６を備えている。下側嵌合口２０５は、タブ２０７を受け入れることによってキャップ２００が管状通路１００上に装着されるように、寸法決めされており、これによって、チャンバインサートのハウジング部２１０が形成されることになる。上側嵌合口２０６は、ロッド１１０のタブ２０８を受け入れるように、寸法決めされている。図２Ｃに示されているように、ロッド１１０は、交差バーが管状通路１００の壁に接触しないように位置決めされている。いったんロッド１１０および管状通路１００がキャップ２００内に装着されたなら、得られたアセンブリ２２０が、図３Ａ−３Ｂに示されているように、反転される。

図３Ａ−３Ｄは、アセンブリ２２０がいかに充填され、かつ密封されるかを示している。アセンブリ２２０は、最初、反転され、次いで、所望の成分または添加物、この実施形態では、吸着樹脂３００によって充填される。他の実施形態では、樹脂３００は、培地と混合されていてもよい。アセンブリ２２０が充填された後、シール３１０（図３Ｃ）がキャップ２００と反対側のアセンブリの底に固着される。シール３１０は、箔シールであるとよい。シール材料は、主に設計選択上の問題であるが、ロッド１１０は、選択された材料を穿刺することができねばならない。次いで、充填されたアセンブリ３２０（図３Ｄ）は、容器内に配置される準備が整えられる。なお、この容器は、シール３１０が穿刺されたときに吸着樹脂３００を受け入れることになる。

図４Ａ，４Ｂは、充填されたアセンブリ３２０がいかに血液培養ボトル４００内に配置されるかを示している。血液培養ボトル４００は、下側チャンバ４１０およびより細い上側チャンバ４２０を有している。下側チャンバは、血液培養ボトル４００の底に位置するセンサ４３０を有している。他の実施形態では、２つ以上のセンサが設けられてもよく、１つまたは複数のセンサが、血液培養ボトル４００の他の領域に配置されてもよい。この実施形態では、血液培養ボトル４００の下側チャンバ４１０は、培地４４０によって充填されている。培地４４０の例として、市販されているベクトン・ディッキンソン社の培養培地バクテック（登録商標）、例えば、プラス好気用／Ｆ、プラス嫌気用／Ｆ、ＰＥＤＳプラス／Ｆ、リティック／１０嫌気用／Ｆ、スタンダード／１０好気用／Ｆ、スタンダード嫌気用／Ｆ、マイコ／リティック、およびマイコシスＩＣ／Ｆが挙げられる。培地４４０が下側チャンバ４１０内に導かれた後、（充填されたチャンバ（元の４１０）に４５０が付されている）、樹脂チャンバインサート３２０が培養ボトル４００の上端開口を通って上側チャンバ４２０内に嵌合される。

図５Ａ−５Ｃは、培養培地内への種々の成分の放出を示している。図５Ａにおいて、インサート３２０は、試料（例えば、血液）を受け入れる第１の位置にある。血液引込装置５００が、第１の位置にある培養ボトル４００／インサート３２０のアセンブリの上に装着される。次に、血液引込装置５００は、血液引込装置５００のニードル５０９がロッド１１０を下方に押す位置に移動される。血液引込装置５００のニードル５０９がロッド１１０を下方に押すと、ロッド１１０のテーパ端が箔シール３１０を穿刺し、樹脂チャンバインサート３２０の内容物を液体培地４４０内に放出することになる（図５Ｂ）。任意選択的に、培養培地４４０内への投与の後、図５Ｃに示されているように、ロッド１１０は、強磁性によって自動的または手動的に作動され、血液試料／樹脂／培地の混合物５７０を撹拌するようになっていてもよい。

血液培養ボトル４００の形状は、チャンバインサート、例えば、密封された樹脂チャンバインサート３２０が該ボトル４００内に受け入れられる限りにおいて、変更されてもよい。血液培養ボトル４００内のある所定のインサート内のチャンバの数も、具体的な要求に応じて変更されてもよい。チャンバは、樹脂３００および培地４４０に加えてまたはそれらに代わって、異なる物質を含むことができる。チャンバ内に配置される物質は、固体、液体、または気体、あるいは固体、気体および／または液体のどのような組合せであってもよい。例えば、培地４４０は、液体の形態で供給されてもよいし、または凍結乾燥の形態で供給されてもよい。センサは、任意選択的であり、その位置は、該センサがその対応する検出要素、例えば、制限されるものではないが、光学装置によって検出可能である限りにおいて、主に設計選択上の問題である。

図６Ａ−６Ｃは、異なる樹脂放出アセンブリを有する本発明の代替的実施形態を示している。樹脂放出アセンブリ２２００は、血液培養ボトル４００の下側チャンバ４５０の上に配置されている。アセンブリ２２００は、上可動シール要素２２１０、底可動シール要素２２２０、および樹脂３００を保持する区画２２３０を有している（図６Ｂ）。底可動シール２２２０は、培養ボトル４００の底チャンバ４１０内に配置された培地４４０から樹脂３００を分離している（培地４４０によって充填された底チャンバ（元の部番４１０）に４５０が付されており、インサートが装着されたより細い上側チャンバ（元の部番４２０）に４６０が付されている）。上可動シール要素および底可動シール要素は、チャンバ内容物を密封するのに適するどのような形態であってもよい。例示的実施形態では、区画２２３０は、円筒であり、可動シールは、円板である。血液試料は、キャップアセンブリ５００内に収容されたニードル５０９を通して送達されるようになっている。キャップアセンブリ５００の押込みによって、ニードル５０９が血液培養ボトル４００内に前進する。区画２２３０は、可動シール要素２２１０，２２２０の両方が区画２２３０内の樹脂３００を密封するように配置される前に、樹脂３００によって充填される。いったん組み立てられたなら、樹脂放出アセンブリ２２００は、血液培養ボトルの上側チャンバ４２０（図では、４６０が付されている）内に配置されることになる。

図６Ｃは、樹脂放出アセンブリ２２００の操作をさらに示している。上可動シール２２１０および底可動シール２２２は、チャンバ内に移動可能に係合されている。易破断性シール（図示せず）が、ニードル５０９による可動シール要素２２１０，２２２０の前進を邪魔しないように、樹脂放出アセンブリ２２００の直上に配置されている。キャップアセンブリ５００が血液培養ボトル４００の上に確実に配置された後、キャップがボトル４００内に押し込まれ、これによって、ニードル５０９を易破断性シール（図示せず）を通してチャンバ２２００内に前進させる。ニードル５０９をチャンバ２２００内に前進させることによって、上可動シール要素２２１０も樹脂区画２２３０を通って下方に前進し、これによって、樹脂を下方に前進させる。底可動シール要素２２２０も下方に前進し、最終的に区画２２３０から外れる。任意選択的に、上可動シール要素２２１０および／または底可動シール要素２２２０は、この後、離脱して区画４５０内に落下するようになっていてもよい。樹脂および血液の全てがチャンバ２２３０から培養ボトルの底部分４５０内に押し出され、これによって、血液／樹脂の混合物（図示せず）が培地４４０と混合され、血液／樹脂／培地の混合物５７０を生成するまで、可動シール２２１０は、前進することになる。樹脂３００の放出は、自動的に時間制御されてもよいし、または手動的に時間制御されてもよい。

溶解試薬のような追加的な試薬が培養ボトルに添加される実施形態では、追加的なチャンバまたはポーチが、樹脂放出アセンブリの上方または下方のいずれかに配置されてもよい。例えば、追加的な試薬（例えば、図示されない溶解試薬）を含むポーチが上可動シール要素２２１０または底可動シール要素２２２０に取り付けられてもよい。ニードル５０９による上可動要素および底可動要素の前進が、ポーチを穿刺し、その内容物を樹脂と共に培地４４０内に放出させることになる。好ましい実施形態では、試薬は、溶解試薬、好ましくは、濃縮サポニンである。培地が溶解培地である実施形態では、溶解試薬を含む追加的なポーチは、任意選択的である。

図２７Ａ−２７Ｄは、異なる樹脂および／または溶解試薬放出アセンブリを有する本発明の代替的実施形態を示している。成形インサート２７２０が、血液培養ボトル４００内に配置されている。インサート２７２０は、試薬を収容するための管状チャンバである本体部分２７２１（図２７Ｃ）と、隔膜／キャップアセンブリ２７００に隣接してインサート２７２０を培養ボトルのネックに固定する上部分２７２２と、を有している。チャンバ２７２１は、血液培養試薬を収容している。血液培養試薬は、例えば、培養培地および他の試薬との混合のために培養ボトル内に送達可能な樹脂および／または溶解培地である。上部分２７２２は、本体２７２１の直径および培養ボトル４００のネックの直径よりも広い直径を有している。

隔膜／キャップアセンブリ２７００が、血液培養ボトル４００の細い上側チャンバ４２０の上に配置されている（図２７Ａ，２８Ｂ）。キャップアセンブリ２７００は、隔膜２７１０および成形インサート２７２０を培養ボトル４００のネックに固定するためのキャップ２００を有している。薄膜２７３０が、インサート２７２０の上端を密封し、チャンバ内に配置された試薬が開口２７４０を通って培養ボトル４００内に流れないように防いでいる。好ましくは、薄膜２７３０は、ニードル５０９によって容易に穿刺または粉砕される材料から作製されている。薄膜に適する材料として、ガラス、および任意選択的に炭素またはガラスが充填された成形ポリマーが挙げられる。成形インサート２７２０は、培養ボトル４００内においてネックから懸垂され、隔膜／キャップアセンブリ２７００によって培養ボトルに固定されている。

インサート２７２０のより広い上部分２７２２は、培養ボトル４００と流体連通している開口２７４０を備えている（図２７Ａ）。開口２７４０の大きさおよび形状（例えば、円、ダイヤモンド形状、三角形、など）は、種々の血液および液体の流量に適応するように設計されているとよい。血液試料は、キャップ２００を突刺して薄膜２７３０を破るニードルによって、培養ボトル内に導かれるようになっている。これによって、インサート２７２０内に導かれた血液は、インサートから開口２７４０を通って培養ボトル内に流れることになる。いったんシール薄膜２７３０が破断したなら、ボトル／インサートアセンブリの反転によって、インサートの内容物（例えば、樹脂および／または溶解培地）も、開口を通って培養ボトル４００の下側チャンバ４１０内に流れることになる。

成形インサート２７２０は、試薬（例えば、樹脂３００）を培養ボトル４００の底チャンバ４１０内に配置された培地４４０から分離している（培地４４０によって充填された底チャンバの部番４１０は、４５０に変更されるが、充填された底チャンバ４５０は、図２７Ｃ，２７Ｄに示されていない）。管状チャンバ２７２１の直径Ｄ１は、変更されてもよい（図２７Ｄ）。例示的実施形態では、チャンバ２７２１は、最大約２ｍＬの試薬を保持することができる。代替的実施形態では、より多量の液体試薬を保持するために、直径Ｄ１がより広くなっていてもよい。

実施に際して、最初、キャップアセンブリ２７００内に収容された隔膜を貫通し、易破断性薄膜２７３０を突刺す（または粉化させる））ニードル５０９（図示せず）によって、血液試料が培養ボトル４００内に送達される。ニードル５０９は、薄膜２７３０を通って前進し、これによって、血液は、インサート２７２０のチャンバ２７２２を迂回し、開口２７４０を通って下側チャンバ４１０内に流れることになる。ニードル５０９が取り外された後、培養ボトル／インサートアセンブリは、数回反転され、これによって、インサート２７２０内の試薬が下側チャンバ４１０内に流出し、該下側チャンバ４１０において、血液が下側チャンバ４１０内に存在する予充填された試薬および他の培地成分と混合されることになる。隔膜２７１０が好ましくは再封止可能な要素であるので、培養ボトル／インサートアセンブリの内容物は、反転中に漏出しない。下流プロセス段階において、培養ボトル／インサートアセンブリがバクテック（登録商標）器具内の撹拌システム内に配置され、振動を受けたとき、血液、インサートからの試薬、および培養ボトル内の予充填された内容物（例えば、培養培地）が混合されるようになっていてもよい。血液の導入および成形インサート２７２０のチャンバ２７２１からの樹脂／溶解培地放出機構は、自動的に時間制御されてもよいし、または手動的に時間制御されてもよい。

図２８Ａ−２８Ｄは、樹脂および／または溶解培地を収容するための管状チャンバを備える成形インサートを有する本発明の代替的実施形態を示している。インサート２８００は、培養ボトル４００内に配置される細長体２８０１と、培養ボトル４００のネックに確実に装着されるように設計されたリップ２８０２と、を有している（図２８Ｂ，２８Ｄ）。細長体１８０１は、試薬を保持するための管状チャンバである。隔膜／キャップアセンブリ２７００が、血液培養ボトル４００のより細い上側チャンバ４２０の上に配置されている。キャップアセンブリ２７００は、隔膜２７１０および成形インサート２７２０を培養ボトル４００のネックに固定するためのキャップ２００を有している（図２７Ａ，２７Ｂ）。

インサート２８００は、その上端の近くに、インサートの内部と血液培養ボトルとの間の流体連通を可能にする開口２８１０を備えている。血液試料は、ニードル５０９（図示せず）によって、血液培養ボトル４００内に導かれるようになっている。ニードルは、薄膜２７３０を貫通し、これによって、血液は、インサート２８００を迂回し、培養ボトル４００内に流れることになる。薄膜シール２７３０は、開口２８１０の下方に配置されており、該薄膜シール２７３０が破断したとき、もしボトル／インサートアセンブリが反転または傾斜されたなら、インサート２８００の内容物は、培養ボトル４００の内容物と連通し、これによって、培養ボトルの内容物に対するインサートの内容物の内部混合が促進されることになる。

開口２８１０は、血液および／または樹脂／溶解培地の容量および流れに適応するように種々の大きさおよび形状に設計されるとよい。直径Ｄ２は、より大きい試薬容量に適応するように変更されてもよい（図２８Ａ）。例示的実施形態では、直径Ｄ２は、成形インサートが最大約５ｍＬの液体を保持することを可能にするように寸法決めされている。インサートの長さも、種々の血液培養ボトルと共に用いられるように変更されてもよい。培養ボトル４００の形態および大きさも、より大きいまたはより小さい直径のインサート２８０に適応するように変更されてもよい。

図２９Ａ−２９Ｄは、本発明の代替的実施形態を示している。インサートは、樹脂３００および／または溶解試薬１６０１（図示せず）を収容するためのストッパ２９００として構成されている。ストッパは、ヘッド部分２９０１、中空本体部分２９０２、およびベース部分２７３０を有している（図２９Ａ）。中空本体部分２９０２は、血液および血液培養培地、例えば、樹脂および／または溶解培地と混合される組成物／試薬を含むチャンバである。インサート２９００は、培養ボトル４００の細い上側チャンバ４２０の内側に配置され、隔膜／キャップアセンブリ２９１０によってボトルに固定されている（図２９Ｃ，２９Ｄ）。隔膜／キャップアセンブリ２９１０は、インサート２９００のヘッド部分２９０１を覆って、インサートを培養ボトルのネックに固定するようになっている。この構成では、隔膜／キャップアセンブリ２９１０のキャプ２００は、ストッパ２９００のヘッド部２９０１を覆ってストッパ２９００および隔膜２７１０をボトル４００に固定するのに十分大きくなっている。大きいキャップ２００および隔膜２７１０は、突刺可能である。代替的に、隔膜２７１０は、ストッパ２９００のヘッド部分２９１０の延長部になるように、構成されていてもよい。キャップ２００は、例えば、ニードルが隔膜２７１０を貫通する前にキャップを引っ張るかまたはひねることによって、ストッパ２９００から離脱するように構成されていてもよい。ストッパインサート２９００のベース部分は、易破断性薄膜２７３０である。薄膜２７３０は、インサートの底を密封し、試薬がボトル内に流れないように防ぐためのものである。薄膜２７３０は、薄膜の引裂を容易にする種々の形状および形態を有することができる。例えば、薄膜２７３０は、矢印形状、ダイヤモンド形状、または任意選択的な鋸歯縁を有する円形状に設計可能である。突刺可能な隔膜／キャップアセンブリ２９１０によって、ニードル５０９は、隔膜２７１０を通ってストッパインサート２９００内に前進し、薄膜２７３０を破断させることができる。ニードル５０９の前進によって、ベース薄膜２７３０を引裂きまたは破断し、これによって、血液試料およびインサートの内容物が、ボトル４００の下側チャンバ４１０内に流れ、ボトル内にすでに存在している内容物と混合されることになる。代替的に、ニードル５０９が取り外されたあと、ボトル／隔膜アセンブリが反転され、これによって、試薬がインサートから下側チャンバ４１０内に流れ、血液および追加的試薬、例えば、下側チャンバ４１０の内側に配置された培養培地４４０と混合されてもよい（図示せず）。例示的実施形態では、ストッパインサート２９００は、最大１ｍＬの試薬を収容するようになっている。

図３０Ａ−３０Ｃは、成形インサートの代替的実施形態を示している。インサート３０２０は、培養ボトル４００のネックを通って受け入れられるように構成されており、樹脂３００および／または溶解試薬１６０１（図示せず）を収容するためのチャンバを備えている。インサート３０２０は、アセンブリ３０００によって培養ボトル４００に固定されている。アセンブリは、隔膜２７１０を備えている。隔膜２７１０の上部分は、隔膜２７１０が血液培養ボトルネック上に位置することを可能にするためにより大きい直径を有している。隔膜２７１０の底部３０１０は、凸状であり、インサート３０２０の凹部３０３０内に固定され、これによって、インサートを培養ボトル内に懸垂させながら、隔膜によってネックに固定することが可能になる。この構成によって、キャップアセンブリを設けることなく、インサート３０２０をボトルの内側に固定することができる。隔膜２７１０の上部分は、（図３０Ａにおいて破線によって示されている）細い上側チャンバ４２０のネックと平行に位置し、これによって、気密シールをもたらすことになる。

隔膜２７１０およびインサート３０２０の上部分の下方に位置しているのは、チャンバを画定するバリア３０４０である（図３０Ｂ）。血液は、隔膜２７１０を通るニードル５０９によって送達されるようになっている。ニードル５０９の前進によって、バリア３０４０が押され、チューブ３０２０をボトル４００内に移動させる。インサートの底部分３０６０は、密封されている。ニードル（図示せず）の作動によって、インサート３０２０は、離脱され、培養ボトル４００の下側チャンバ４１０内に落ち込む。これによって、培養ボトル４００の内容物３０５０に対するインサート３０２０の内容物の内部混合が容易になる（図３０Ｃ）。すなわち、ボトル／インサートアセンブリを数回反転させることによって、試薬をインサートから培養ボトル４１０の下部分内に流出させ、その内容物と混合させることができる。

他の実施形態では、隔膜２７１０は、図３１に示されているフランジ３１００に置き換えられてもよい。例示的実施形態では、フランジ３１００は、エラストマーであり、真空圧がシステムに印加された時点でボトルの密封を助長するように傾斜した底面を有している。この構成では、バリア３０４０を通るニードル５０９の前進によって、成形インサート３０２０をフランジから培養ボトル４００の下側チャンバ４１０内に移動させるようになっている。

図３３Ａ，３３Ｂは、樹脂および／または溶解放出機構を有するインサートの代替的実施形態を示している。インサート（図３３Ａ）は、血液培養ボトル４００（図３３Ｂ）のネック内に受け入れられ、かつ固定されている。インサート３３００は、樹脂または溶解試薬を収容するための内側チャンバ２７２０を備えている。隔膜２７１０が、インサートアセンブリ３３００の上に配置されている。キャップ２００が、隔膜２７１０を覆って、インサート３３００を培養ボトル４００に固定している。血液培養ボトル内に延在するインサートの部分は、インサートの底部分にチューブを形成する隆起した中心部分３３１０を有している。隆起した中心部分３３１０のチューブは、追加的な試薬を収容していない。このチューブの上端は、チャンバの内容物が培養ボトル内に流れないようにするためのシール３３２０を有している。ニードル５０９が、隔膜２７１０を通ってシール３３２０に向かって前進するようになっている。ニードル５０９によって加えられた力が隆起した中心部分３３１０のシール３３２０を破断し、これによって、血液が底チャンバ４１０（図示せず）内に流れることになる。すなわち、ボトル４００が注射器によって送達された血液によって接種されたとき、ニードルがシール３３２０を破断し、これによって、血液が隆起した中心部分３３１０のチューブを通って培養ボトル内に流れることになる。次いで、血液は、インサートの内容物および培養ボトル４００の底チャンバ４１０に配置された培地４４０と内部混合されることになる（培地４４０によって充填された底チャンバ（元の部番４１０）に４５０が付されている）。ニードル５０９が取り外されたあと、インサート／ボトルアセンブリは、任意選択的に反転され、インサート内の試薬が下側チャンバ４５０内に移され、血液／培地混合物と混合されるようになっている。インサート／ボトルアセンブリは、内容物を完全に混合するために、必要に応じて、反転されるとよい。例示的実施形態では、インサート２７２０および隆起した中心部分３３１０は、一様の材料から作製されているとよい。代替的に、中心部分３３１０の底の縁は、中心部分３３１０を通るニードル５０９の前進によって、隆起した中心部分３３１０を破断し、インサート２７２０から分離させるために、より薄い材料から作製されていてもよい。この構成では、血液およびインサートからの試薬は、ボトル／インサート構造を反転させることなく、底チャンバ４１０内に直接流れることになる。

図３４Ａ，３４Ｂは、本発明によるインサートの代替的実施形態を示している。インサート３４００は、培養ボトル４００の上側チャンバ４２０内に配置された隔膜ケージである。ケージは、樹脂３００（図示せず）および／または特定の使用に適する他の材料（例えば、溶解試薬）を有する１つまたは複数のカプセルまたはアンプル３４１０を保持することができる（図３４Ａ）。血液培養を接種するのに用いられるニードル５０９が、インサート３４００の長軸（図３４Ｂ）に沿って隔膜３４４０を通ってカプセル３４１０内に前進するようになっている。ニードル５０９の前進によって、カプセル３４１０が破断し、カプセル内容物（図示せず）を培養培地４４０によって予充填された底チャンバ４１０内に放出することになる。破断したカプセルおよび試薬は、隔膜ケージ３４２０の開口を通って放出されるが、このとき、隔膜ケージは、原形を保っている。ニードル５０９を通って送達された血液は、培養ボトルおよびカプセル３４１０の内容物と混合されることになる。カプセルは、血液培養ボトルの内容物内に溶解しないようになっている。カプセルに適する材料として、ニードルによって破断可能な非水溶解性材料が挙げられる。例示的実施形態では、カプセル材料は、デュポン社のサーリン（登録商標）フィルムから作製されているとよい。隔膜ケージは、製造組立中にカプセルの容易な挿入を可能にするエラストマーまたは他の柔軟材料から作製されているとよい。このような材料の例として、デュポン社のサーリン（登録商標）フィルムおよびサラン（登録商標）プラスチックが挙げられる。

前述の実施形態において、インサートは、ボトルのネックに固定されていてもよいし、または図３４Ｂに示されているように、培養ボトルの内側に懸垂されていてもよい。図３５において、インサート３５００は、容易に破断されるように、当業者によく知られている任意の種々の従来機構を用いて、血液培養ボトル４００の内側に懸垂されている。例えば、インサートは、内容物を放出するために、外力（例えば、遠心力、音響力、磁気力、など）によって培養ボトルの内側において完全にまたは部分的に破断または撹拌されるようになっている。インサートを撹拌するのに用いられる外力の種類は、インサート／ボトルアセンブリの構造に依存している。撹拌の例として、機械撹拌、熱撹拌、および圧力撹拌が挙げられる。インサートが血液培養ボトル内に固定されずに懸垂されている実施形態では、チャンバは、血液が培養ボトル内に導かれる前に破断されてもよいし、または血液が培養ボトル内に導かれた後に破断されてもよい。例えば、血液は、最初、チャンバ／ボトルアセンブリ内に導かれ、内容物を放出するためにチャンバを破断させることなく、ボトル内の予充填された培地と混合され、培養されるようになっているとよい。代替的に、血液は、培養ボトルの内容物（例えば、予充填された培地）と混合させないために、培養ボトル内の容器（例えば、チューブ）内に導かれるようになっていてもよい。これらの実施形態では、血液が培養ボトル内に導かれる前に試薬を放出するために、チャンバが外力によって破断され、これによって、血液が導かれる前に放出された試薬が培地と平衡状態に保たれるようになっていてもよい。

図３６Ａ−３６Ｄは、本発明の代替的実施形態を示している。インサート３６２０（図３６Ｄ）は、培養ボトル４００の上側チャンバ４２０内に配置されたプランジャー３６００を有するバレル３６１０である。バレル３６１０は、中空の中心部を有している。プランジャー３６００は、上円形部分３６０２ａおよび底円形部分３６０２ｂを有する細長チューブ３６０１を有している。弾性材料、例えば、ゴムが、上部分および底部分のそれぞれの周りに巻き付けられ、バレル３６１０とプランジャー３６００との間にシールをもたらしている（図３６Ａ）。例示的実施形態では、プランジャーは、オートクレーブ殺菌可能なプラスチック材料から作製されている。プラジャー３６００は、最初、バレル３６１０の内側に配置されている（図３６Ｃ）。プランジャーの底円形部分３６０２ｂの周囲は、上円形部分３６０２ａの周囲よりもいくらか大きく、これによって、バレルの中空底部分の内側にしっかりと嵌合され、密封をもたらすことになる。図３６Ｃに示されているように、プランジャー３６００がバレル３６１０内に部分的に配置された後、バレルは、液体、例えば、樹脂または溶解培地によって充填され、次いで、プランジャー３６００によって密封される。次いで、密封されたプランジャー／バレルアセンブリ３６２０（図３６Ｄ）は、培養ボトル４００の内側に、ボトルのネックから懸垂されてキャップ２００によって適所に固定されるように、配置される。血液が、血液培養物を接種するのに用いられるニードル５０９（図示せず）によって、培養ボトル４００内に送達される。具体的には、ニードル５０９は、キャップ２００を通って前進し、プランジャー３６００の上部３６０２ａに接触する。ニードル５０９の前進によって、上部３６０２Ａが下方に押され、プランジャー３６００を移動させ、バレル３６１０の底に開口をもたらし、バレル内容物（図示せず）を底チャンバ４１０内に放出させる。底チャンバ４１０は、図３７Ｅ，３７Ｆに示されるように培養培地によって予充填されているとよい。ニードル５０９を通って送達された血液は、培養ボトルおよびバレル３６１０のそれぞれの内容物と混合される。プランジャーおよびバレル構造は、図３７Ａ−３７Ｄに示されている。

図７Ａ，７Ｂは、本発明の代替的実施形態を示している。インサートは、溶解試薬１６０１を含む真空チャンバ２３１０である。本明細書に用いられる「真空チャンバ」という用語は、常気圧よりも低い内圧を有するチャンバを指している。本明細書に用いられる「真空」という用語は、常気圧よりも低い圧力を意味している。密封された真空チャンバ２３１０は、大気圧下にある培養ボトル４００の上部分４２０内に配置されている。この構成によって、真空チャンバ２３１０内の圧力は、下側チャンバ４５０内の常気圧２３７０よりも低くなっている。真空チャンバ２３１０は、ストッパ２３４０および真空隔膜シール２３３０を有している。２つのストッパ２３４０が示されているが、当業者であれば、ストッパの数は、設計選択上の問題であることを理解するだろう。例示的実施形態では、真空隔膜シール２３３０は、ニードルまたは注射針によって容易に穿刺されるが、依然として真空シールとして機能することができる弾性材料、例えば、ゴムから作製されている。培養ボトルは、最初、培養培地４４０および樹脂３００によって充填されている。代替的に、培養ボトルは、ユーザーの要求に応じて、異なる試薬によって充填されていてもよい（図９Ｂ）。真空チャンバ２３１０を培養チャンバ４００内に挿入した後、キャップ２３２０を用いて、培養ボトル４００の上端を密封するようになっている。

ニードル５０９を用いて、血液試料５８０が溶解試薬１６０１を含む真空チャンバ２３１０内に導かれ、これによって、溶解混合物２３５０が生成される（図７Ｂ）。ニードル５０９は、キャップ２３２０および真空隔膜シール２３３０を穿刺し、試料注入ポート２３６０を形成する。キャップ２３２０および真空シール２３３０を通るニードル５０９の前進によって、常気圧を有する下側チャンバ４５０と常気圧よりも低い圧力を有する真空圧２３１０との間の圧力差をなくすことによって、２つの真空ストッパ２３４０が真空チャンバ２３１０から離脱する。ストッパの離脱によって、チャンバ２３１０に開口がもたらされる。ニードル進入およびストッパ解放の後、ボトル／真空チャンバアセンブリが傾斜または反転され、これによって、溶解血液混合物２３５０（図８）が、開口を通って、樹脂３００および培養培地４４０によって予充填された培養ボトルの底チャンバ内に流れることになる。代替的に、溶解血液混合物２３５０が、ボトル／インサートアセンブリを振動または保温することによって、培地／樹脂混合物１６１６と混合されてもよい。血液培養ボトルを振動／保温するための装置は、当業者によってよく知られているので、ここでは詳細に記載しない。（ベクトン・ディッキンソンから市販されている）バクテック（登録商標）器具は、このような器具の例である。血液培養ボトルは、内部に配置されたセンサ４３０を有しているとよい。代替的に、血液培養ボトルは、培養ボトルの内容物がボトルの外側から問い合わされるように、外部センサに取り付けられていてもよい。

図９Ａ，９Ｂにおいて、真空チャンバインサート２３１０は、第２のチャンバ２３７０を備えていてもよい。第２のチャンバ２３７０は、常気圧を有しているとよい。チャンバの構成は、チャンバが構成されるチューブ、管状容器、ボトル、容器、などの形状および大きさに依存している。図９Ａ，９Ｂの例示的実施形態では、真空チャンバインサートは、概略的に示されており、インサートの真の大きさ／形状を反映するものではない。当業者であれば、チャンバインサートの具体的な構成およびインサートが血液培養アセンブリ内に一体化される方法は、主に設計選択上の問題であることを理解するだろう。チャンバ２３１０、２３７０のそれぞれの内容物の内部混合が所望されるまでチャンバ２３１０内の大気圧未満の圧力を維持するために これらの区画は、真空ストッパ２３４０を有する仕切り２３０５によって互いに分離されている。一実施形態では、真空チャンバ２３１０は、溶解試薬１６０１によって充填されており、第２のチャンバ２３７０は、樹脂３００によって充填されている（図９Ａ）。他の実施形態では、真空チャンバおよび隣接区画は、図９Ｂにおいて２３８０，２３９０によって示されている互いに異なる試薬によって充填されていてもよい。第２のチャンバ２３７０は、常気圧を有しており、区画２３７０の内容物が放出されるかまたは引き出されるアクセスポート２４００を有している。

試料、例えば、血液（図示せず）が、前述したように、試料注入ポート２３６０を通して真空チャンバ２３１０内に流入される。ニードルまたは注射針を用いて、試料を真空チャンバ２３１０内に前進させ、溶解試薬１６０１と混合させることができる。注入ポート２３０６内へのニードルの前進によって、真空ストッパ２３４０が仕切り２３０５から離脱される。次いで、２区画インサートを含む装置が反転または傾斜され、これによって、２つのチャンバのそれぞれの内容物が混合され、例えば、血液／樹脂／溶解試薬／培地の混合物がもたらされることになる。任意選択的に、試薬は、自動的または手動的に、注入ポート２３６０を通って前進され、これによって、反応混合物（例えば、血液と溶解試薬との混合物）をもたらし、次いで、真空ストパ２３４０を離脱させるようになっていてもよい。ストッパ２３４０の離脱時に、開口が形成され、該開口によって、反応混合物が真空チャンバから第２のチャンバ２３７０内に流れ、該チャンバ内において試薬と反応することになる。代替的に、試料は、第２のチャンバ２３７０から真空チャンバ２３１０内に流れ、これによって２つのチャンバのいずれかにおいて血液試料／樹脂／溶解試薬／培地の混合物（図示せず）を生成するようになっていてもよい。

図３２Ａ，３２Ｂは、真空チャンバインサート２３１０の代替的実施形態を示している。インサートは、培地含有樹脂カラム３２１０を備えている。真空インサート２３１０は、上側チャンバ４２０の内側かつ血液培養ボトル４００の下側チャンバ４１０の一部の内側に配置されている。培養ボトルは、大気圧下にある。真空チャンバ２３１０は、ストッパ２３４０および真空隔膜シール２３３０を有している。真空チャンバ２３１０がボトル４００内に配置された後、キャップ２３２０を用いて、真空チャンバ２３１０をボトル４００内に固定する。真空チャンバ２３１０内の圧力は、培養ボトル４００内の常気圧２３７０よりも低くなっている。真空チャンバ２３１０と培養ボトル４００の間の差圧によって、チャンバ２３１０がボトル内に保持されている。例示的実施形態では、真空隔膜シール２３３０およびストッパ２３４０は、（ニードルまたは注射針によって容易に穿刺されるが、依然として真空シールとして機能することができる）弾性材料、例えば、ゴムから作製されている。培養ボトルは、最初、培養培地４４０（図３２Ａ）によって充填されている。代替的に、培養ボトルは、異なる試薬によって充填されていてもよい。

ニードル５０９を用いて、血液試料５８０が、培地含有樹脂カラム３２１０を含む真空チャンバ２３１０内に導かれ、血液培養物内に存在する抗生物質を吸収する（図３２Ｂ）。ニードル５０９は、キャップ２３２０および真空隔膜シール２３３０を穿刺し、試料注入ポート２３６０を形成する。キャップ２３２０および真空シール２３３０を通るニードル５０９の前進によって、真空ストッパ２３４０が真空チャンバ２３１０から離脱され、これによって、常気圧を有する下側チャンバ４５０と常気圧よりも低い圧力を有する真空チャンバ３２１０との間の差圧をなくすことができる。底ストッパの離脱によって、真空チャンバ２３１０に開口が生じる。ニードル進入およびストッパ解放の後、血液が樹脂カラムを通って、予充填された下側チャンバ４１０内の培養培地４４０と混合されることになる（血液と培地との混合物に５４０が付されている）。この実施形態では、樹脂カラム３２１０の上部分は、真空チャンバ２３１０内に維持され、下部分は、真空チャンバから培養ボトルの下側チャンバ４１０内に落下する。

培地が樹脂または他の試薬（例えば、溶解試薬）に混合されているかまたは混合されることになる実施形態では、プラスチックポーチを用いて、溶解試薬を収容することができる。一実施形態では、溶解試薬（図示せず）を保持するチャンバは、キャップ２００の底に取り付けられたプラスチックポーチである（図２Ａ−２Ｄ）。溶解試薬は、好ましくは、濃縮サポニンである。しかし、他の溶解が用いられてもよい。

図１０Ａ，１０Ｂは、異なるインサート構成を有する本発明の他の実施形態を示している。図１０Ａの実施形態は、キャップ６５０を有するキャップアセンブリ７６０と、ボトル８００に取り付けられたセンサ５４０と、を有している。チャンバインサート８１０が、ボトル８００内に挿入されている。インサート８１０は、吸着樹脂３００のような試料成分のための密封チャンバを有している。生長培地４４０が、ボトル８００の下側部分内に配置されている。血液試料５８０が、キャップ６５０を通って導かれるようになっている。図１０Ａは、貯蔵中に使用するための任意選択的な安全ロック６６０も含んでいる。他の実施形態は、安全ロック６６０を必要としない。

図１０Ａの実施形態は、溶解試薬が生長培地内において試料と混合される場合に適用されてもよい。例えば、キャップアセンブリ７６０に取り付けられた別のポーチ（図示せず）内に溶解試薬を収容すると有利である。試料が培地内に導入されると、溶解試薬も培地４４０内に放出される。一実施形態では、溶解試薬は、サポニンである。好ましくは、ポーチは、ニードル５０９によって容易に穿刺されるプラスチックから作製されている。

図１０Ａ，１０Ｂのキャップ６５０、キャップアセンブリ７６０、および先細ロッド７００の操作が、図１１Ａ，１１Ｂに示されている。キャップ６５０は、雌ネジ山７５０および開口７４０ａ，７４０ｂを有する外側ハウジング７０１を備えている。開口７４０ａ，７４０ｂは、血液引込装置のニードルの挿入を可能にするものである。開口の形状および大きさは、種々の器具および装置へのアクセスを可能にするように変更されてもよい。外側ハウジング７０１は、圧力解放ゲートウエイ７３０も備えている。好ましくは、外側ハウジング７０１は、隔膜ライナー７１０の上に装着されている。隔膜ライナー７１０は、２つの凹部７１１を含んでいる。ロッド７００は、２つの別々の部分、すなわち、ロッド本体７００ａおよび鋭利な端７００ｂを有している。少なくとも１つのタブ７１２がロッド本体７００ａに取り付けられ、ニードル貫通可能ライナー７１０内に挿入されている。各タブ７１２は、好ましくは、凹部７１１に嵌入されるようになっている。ロッド本体７００ａが隔膜７１０と組み合わされる前または組み合わされた後かつロッド７００ｂの先細部分ガイドが本体７００ａに組み合わされる前に、バリア７２０が、バリア７２０の中心の開口を通るロッド本体７００ａに沿って前進される。ロッド本体７００ａに対するロッドの先細部分７００ｂの配置は、変更されてもよい。例えば、先細部分７００ｂは、キャップアセンブリに対して芯ずれして配置されていてもよい（図１０Ｂ）。バリア７２０は、ロッド本体７００ａ上のどこに配置されてもよい。（ロッド本体７００ａがニードル貫通可能なライナー７１０に取り付けられる前または取り付けられた後に）、バリア７２０がロッド本体７００ａ上のその位置に前進した後、先細部分７００ｂがロッド本体７００ａに取り付けられる。いったん全ての部分が組み立てられると（図１１Ｂ）、キャップアセンブリ７６０は、ボトル８００上に配置される準備が整ったことになる。例示的実施形態では、ロッド７００は、ボトル８００上に配置されたとき、キャップアセンブリ７６０内に心出しされた状態で配置されている。代替的実施形態では、ロッド７００は、芯ずれした状態で配置されてもよい（図１０Ｂ）。これによって、ロッド７００ｂのテーパ部分は、種々の位置において上シール６４０ａおよび下シール６４０ｂを穿刺することができるが、この場合、底シール６４０ｂを十分に貫通するようになっている。開示されている実施形態では、ロッドの先細部分７００ｂの位置付けは、上シール６４０ａおよび底シール６４０ｂの直径によって拘束され、底シール６４０ｂは、上シール６４０ａと比較していくらかに小さい直径を有している。図１０Ｂに示されているように心ずれして配置されたとき、ロッドの先細部分は、培養ボトルの上チャンバ６００および底チャンバ６２０との間に通路を生成するために、上シール６４０ａおよび底シール６４０ｂの両方を貫通しなければならない。

図１２は、本発明の組立方法を示している。チャンバインサート８１０は、混合プロセスに用いられる物質を貯蔵するためのチャンバ６００，６１０を備えている。ボトル８００の一部がインサート８１０を受け入れている。ボトル８００およびインサート８１０の大きさおよび形状は、種々の実施形態において変更されてもよい。インサート８１０は、突起８１１を備えている。突起８１１は、インサート８１０の内壁から外方に延在し、チャンバ６１０を画定している。図１０Ａまたは１２に示されているように、突起８１１は、チャンバ６１０の上開口および底開口も画定している。インサート８１０は、ボトル８０の上端の開口８０９を通ってボトル８００内に受け入れられるようになっている。ボトル８００の底に配置されたセンサ４３０が示されている。しかし、センサ位置は、主に設計選択上の問題である。いったんインサート８１０がボトル８００内に配置されたなら（図１０Ａまたは１２）、培地４４０がハウジング８００の底６２０に導かれる。次に、箔シール６４０ｂが、画定された突起８１１の底部分を横切って配置される。

図１３は、血液培養ボトル８００のさらなる準備および最終組立を示している。図１３において、突起８１１によって画定された底開口は、培地４４０をチャンバ６１０から分離するために、底シール６４０ｂによって密封されている。樹脂３００がチャンバ６１０に添加される。続いて、チャンバ６１０は、上シール６４０ａを突起８１１によって画定された上開口を横切って配置することによって、密封され、これによって、チャンバ６２０から分離された樹脂チャンバ６１０がもたらされる。

図１３は、図１１Ａ，１１Ｂのキャップ７６０の配置も示している。キャップ７６０が、先細ロッド７００を下方に向けてアセンブリ上に配置される。キャップ７６０がアセンブリ上に配置される前または配置された後、任意選択的な安全ロック６６０が、ロック位置にあるアセンブリの外側に配置され、これによって、シール６４０を恒久的に破断する可能性のある望ましくないねじ込みまたは旋回運動を妨げることになる。図１１Ａ，１１Ｂに示されているように、キャップ要素７６０のハウジング７０１は、雌ネジ山７６１を有している。雌ネジ山９０１は、対応する一組の雄ネジ山９０１と協働し、キャップ７６０をアセンブリに固定している。これによって、血液培養ボトルアセンブリを用いる準備が整えられたことになる。

図１４Ａ，１４Ｂおよび図１５Ａ−１５Ｄは、血液培養ボトル内への血液試料の導入を示している。血液５８０が、前述したように、ニードル５０９を有する血液引込装置５００によって血液チャンバ６００内に送達される。いったんチャンバ６００が所望のレベルまで充填されたなら（図１４Ｂ）、（安全ロック６６０が取り付けられていた場合）、該安全ロック６６０が取り外される（図１５Ａ）。次に、キャップ６５０が方向１１２０にひねられ、キャップ６５０を下方に前進させ、これによって、ロッド７００を下方に押し込む（図１５Ｂ）。ロッド７００が下方に移動すると、ロッド７００の先細部分７００ｂが、最初、上シール６４０ａを穿刺し、これによって、血液５８０が樹脂３００と連通することになる。例示的な実施形態では、ロッド７００は、上シール６４０ａの中心を穿刺する。任意選択的に、ロッド７００の先細部分７００ｂは、上シール６４０ａが心ずれして穿刺されるようにキャップアセンブリ７６０内に配置されていてもよく、この場合、穿刺されたシールの表面積が増大する。所望時に、キャップ６５０がさらに最終位置までひねられ、ロッド７００をさらに下方に前進させ、最終的に、底シール６４０ｂが穿刺され、血液／樹脂の混合物１１３０が培地４４０と混合され、これによって、血液／樹脂／培地の混合物５７０がもたらされることになる（図１５Ｃ）。この放出は、自動的に時間制御されてもよいし、または手動的に時間制御されてもよい。図１５Ｄを参照すると、血液培養ボトルが反転され、混合物５７０が、キャップ６５０の上端の円形開口７４０ａ，７４０ｂの１つ内に挿入されたニードル１１５０を用いて、引き出される。混合物５７０は、好ましくは、真空を用いて、収集装置１１８０内に流れるようになっている。

同じように構成された血液培養ボトルを用いる本発明の異なる実施形態が、試料成分を培地内に導くために、捩り力よりもむしろ押込み力を用いる時間制御放出機構を有していてもよい。加えて、特定分析の要求に応じて、装置が、インサート内に２つ以上のチャンバを有していてもよく、かつ異なる種類または多量の物質を用いるようになっていてもよい。加えて、センサの位置は、装置内に配置されたセンサの位置と同様、変更されてもよい。

本発明のさらに他の実施形態では、２チャンバインサートが、図１６Ａに示されているように構成されている。インサートは、２つの培地チャンバ１２００および樹脂チャンバ１２０１を有している。インサートは、培地チャンバ１２００を樹脂チャンバ１２０１から分離させる２つの通路１２０２を有している。１つの側通路１２０２ａは、先細ロッド１２１２を通すためのものである。第２の通路１２０２ｂは、血液試料送達に用いられるニードル（図示せず）を受け入れるようになっている。樹脂チャンバ１２０１の壁１２０４は、センサ４３０を受け入れる凹部１２０３を備えている。インサートは、シール１２０８、例えば、箔シールを有している。シール１２０８は、培地チャンバ１２００、樹脂チャンバ１２０１、およびチャンバトンネル１２０２のための分離バリアをもたらすものである。箔シール１２０８を貼付させる前に、培地チャンバ１２００および樹脂チャンバ１２０１は、それぞれ、所定量の培地４４０および樹脂３００によって充填され、センサ４３０が、センサハウジング１２０３内に挿入される。これらの準備が完了したなら、シール１２０８がインサート１２０８に貼付され、これによって、種々のチャンバ１２００，１２０１およびチャンバトンネル１２０１が、特定温度および特定ヘッド空間ガス、好ましくは、酸素、二酸化炭素、窒素、または任意のその混合物下において、密閉されることになる。本発明の他の実施形態では、センサハウジング１２０３およびチャンバトンネル１２０２の位置、大きさ、および形状は、変更されてもよい。一旦完全に組み立てられたなら、培地／樹脂チャンバ構造１２０９は、反転され、ベクトン・ディッキンソン社のバクテックＦＸ９０００シリーズのような管状リセプタクル１２１０の一端内に装着される。例示的実施形態では、管状リセプタクル１２１０は、その両端が開いている。

図１６Ｂは、先細ロッド１２１２およびキャップ１２１１の組立を示している。キャップ１２１１は、血液培養ボトル１２１０の上部分に装着される。ロッドは、キャップ１２１１内に嵌合するフランジ１２１０を有している。ロッド１２１２は、インサート１２０９およびチューブ１２１０と組み合わされたとき、その先細端が、通路１２０２ａ内に挿入されるようになっている。ロッド１２１２は、フランジ１２１９がキャップ１２１１内に配置される前または配置された後に挿入されてもよい。いったんキャップ１２１１およびロッド１２１２がアセンブリ１２１３として互いに嵌合されたなら、該アセンブリ１２１３は、培地／樹脂チャンバインサート１２０９の中心通路１２０２ａ内に挿入される。このとき、キャップ１２１１が、管状リセプタクル１２１０を密封する。金属栓１２１６は、側通路１２０２ｂと真っ直ぐに並んだ開口１２１７を備えている。金属栓１２１６は、キャップ１２１１と血液培養チューブ１２１０の上部分との上に配置され、これによって、血液培養チューブ１２１０の完全に組み立てられた上アセンブリ１２１８がもたらされることになる。アセンブリ１２１８の斜視図が、図１７に示されている。

図１８は、血液培養チューブ１２１０の底部アセンブリ１４１０を組み立てる方法を示している。アセンブリ１４１０は、フィルター１４０２を収容している。濾過制御ゲート１４０１が、濾過収集リザーバ１４００の開口内に嵌合されている。濾過制御ゲート１４０１は、ロッド１２１２を受け入れる開口１４０３を有している。この開口は、濾過プロセスを助長するために段付き設計のテーパが付されている。濾過制御ゲート１４０１は、穿刺可能なシール１４０８、例えば、箔シールによって覆われている。シール１４０８は、濾過制御ゲート１４０１とプランジャー１４０５との間にバリアをもたらすものである。

プランジャー１４０５は、弾性材料、例えば、ゴムから作製されており、フィルター１４０２を収容している。フィルター１４０２は、その中心に、ロッド１２１２を受け入れる通路を有している。フィルター１４０２は、単純なメッシュフィルター、多層フィルター、または圧縮された濾過物質であってもよい。当業者であれば、特定の用途に対して適切なフィルター材料および適切な細孔径を選択するだろう。フィルター１４０２は、その周囲に２つ以上のスパイク１４０４を有している。スパイク１４０４は、培養チューブ／フィルターアセンブリの上部分および底部分が互いに向かって前進するとき、血液培養チューブ１２１０（図１６Ｂ）の上部分１２１８の箔シール１２０８（図１６Ａ）を穿刺するものである。最後に、プランジャー１４０５およびフィルターアセンブリ１４２０は、濾過収集アセンブリ１４０９の上に配置される。フィルター１４０２内の通路１４０３は、血液培養チャンバの底部分１４１０が完全に組み立てられたとき、フィルター１４０２の下方の開口１４１１と真っ直ぐに並ぶことになる。本発明の種々の実施形態は、異なる濾過機構を有する底部分濾過システム１４１０を構成してもよいし、またはスパイクの配置および数を変更させてもよい。血液培養ボトルの底部分１４１０の組立の斜視図が、図１９に示されている。

図２０は、いかに試料成分が混合され、物質が濾過収集リザーバ１４００内に濾過されるかを示している。最初、上アセンブリ１２１８が反転され、任意選択的な予処理試薬１６０１、例えば、溶解試薬が、特定温度および特定ヘッド空間ガス、好ましくは、酸素、二酸化炭素、または窒素、または任意その混合物下で導かれる。もしアセンブリの内容物がヘッド空間１６３０内にガスを含んでいたなら、上部分および底部分は、所望のガス温度を有するフード内において組み合わされる。２つの部分が組み合わされた後に真空ニードルを用いて、ガスの殆どを心ずれした通路１２０２ｂを介してヘッド空間の外に引き出すことができる。血液を装置アセンブリ内に自動的に引き込むために、画定されたヘッド空間１６３０内に十分な圧力が必要である。好ましい実施形態では、ヘッド空間の十分な圧力は、常気圧未満である。適切な溶解試薬の例として、サポニン、およびバクテック溶解培地が挙げられる。次に、反転された底アセンブリ１４１０が、アセンブリ１２１８の開端内に前進される。いったん底アセンブリ１４１０が上アセンブリ１２１８内に嵌合されたなら、組み立てられた培養ボトルが、アセンブリ１６０４として反転される。偶発的な「加圧／濾過」作用を防ぐために、任意選択的な安全ロック１６０２ａが追加的に設けられている。次に、真空力を用いる血液試料引込装置１６０５によって、血液５８０が、側チャンバトンネル１２０２ｂと真っ直ぐに並んだ金属栓１２１６内の開口１２１７を通って、導かれる。血液５８０は、反転された血液培養アセンブリ１６０４の上部分１２１８と底部分１４１０との間に形成されたヘッド空間１６３０内に貯留され、これによって、血液／試薬の混合物１６０９をもたらすことになる。次に、安全ロック１６０２ａが取り外される（取り外された安全ロックに１６０２ｂが付されている）。安全ロックの取外しは、手動的および／または自動的に行なうことができる。次いで、ロッド１２１２のテーパ端が箔シール１４０８を破断すると、自動的または手動的に、上部分１２１８および底部分１４１０が互いに向かって前進される。スパイク１４０４が、樹脂３００および培地４４０を血液／試薬の混合物１６０９から分離しているシール１２０８（図示せず）を破断する。いったんシール１２０８が破断されたなら、樹脂３００および培地４４０が、血液／試薬の混合物１６０９と混合され、血液／溶解試薬／樹脂／培地の濃縮物１６１６をもたらすことになる。好ましくは、スパイク１４０４およびロッド１２１２の進入は、連続的である。スパイク１４０４は、ロッド１２１２の先細端が底部分１４１０のシール１４０８を破断させる前に、上部分１２１８のシール１２０８を破断させる。この手順によって、過剰な液体または残留副生成物１６１２がフィルター１４０２を通って濾過収集リザーバ１４００内に流れる前に、濃縮物１６１２が生成される。所望の期間の後、上部分１２１８および底部分１４１０は、さらに互いに向かって前進される。さらなる回収および処理のために、最終的な濃縮物１６１６が上部分１２１８内に残される。残留副生成物１６１２は、濾過収集リザーバ１４００内に残され、そこから、副生成物が最終的に廃棄されることになる。本発明のこの実施形態の斜視図が、図２１に示されている。図２２Ａ−２２Ｄは、血液培養ボトルアセンブリ１６０４の最初の位置を側面図および斜視図で示している。図２２Ｃ，２２Ｄは、全ての物質が混合され、最終濃縮物１６１６を形成した後および残留する副生成物１６１２がフィルターを通って濾過収集リザーバ内に流れた後の血液培養ボトルアセンブリ１６０４の最終動作位置１６１５の側面図および斜視図を示している。

同様の構成を有する培養ボトルを用いる本発明の異なる実施形態が、前述の加圧機構よりもむしろスクリュー式の時間制御放出機構を用いてもよい。チャンバの数およびチャンバ間の通路の数は、異なる試験環境に適応するために、他の実施形態において変更されてもよい。これらの物質は、固体、ガス、または液体、または任意のその組合せであってもよい。

図２３Ａは、本発明のさらに他の実施形態の血液培養ボトル１９００の構造を示す側面図である。血液培養ボトル１９００は、底チャンバ１９０２内にセンサ４３０、樹脂３００、および培地４４０を含んでおり、上部分１９０１は、チャンバインサート１９０３およびキャップ１９０４を備えている。チャンバインサート１９０３は、溶解試薬１９０５を含んでいる。この実施形態および同様の培養ボトル構造を用いる本発明の他の実施形態のための血液培養ボトル構造として、ベクトン・ディッキンソン社のバクテックＦＸ９０００シリーズのような市販されている血液培養ボトルを用いることができる。

図２３Ｂ，２３Ｃは、溶解試薬チャンバインサート１９０３の構造を示している。チャンバインサート１９０３は、上チャンバ１９０１（図２３Ｂ）内に嵌合するために管状になっているハウジング１９０７を有している。ハウジング１９０７の上部分１９０９は、ハウジング１９０７が血液培養ボトル１９００内に挿入されたとき、該ボトル１９００の上に位置するために、下部分よりも大きい周辺を有している。ハウジング１９０７は、ハウジング１９０７の上部分１９０９および底部分１９１０のそれぞれの中心に配置された開口を通る通路１９０８を有している。回転カッター機構１９０６が、通路１９０８の周りに配置されている。回転カッター機構１９０６は、つなぎ紐１９０５、ここでは、強磁性ワイヤから作製されたつなぎ紐を有している。回転カッター機構をもたらすために、傾斜して延在するインサートを有する湾曲翼１９０６ａがつなぎ紐１９０５に装着されている。翼１９０６ａは、つなぎ紐１９０５に組み合わされたときに下方を向く鋭利な縁を有している。ここでは、翼１９０６ａは、プラスチックから作製されているが、翼１９０６ａは、種々の構成を有する異なる材料から作製されていてもよい。当業者であれば、代替的構造を設計選択上の問題として選択することができるだろう。

図２４Ａ−２４Ｉは、溶解試薬チャンバインサート１９０３を組み立てる方法および溶解試薬チャンバインサート１９０３を血液培養ボトル１９００内に配置する方法を示している。図２４Ａ−２４Ｉの各文字符号は、方法ステップを表している。ステップＡにおいて、ハウジング１９０７が示されている。ステップＢにおいて、ハウジングが反転される。いったん反転されたなら、回転カッター機構１９０６が中心チューブ１９０８に配置される。ステップＣにおいて、溶解試薬１６０１または他の所望の物質が、ハウジングに添加される。ステップＤにおいて、シール２０７０がハウジング１９０７の底の上に配置され、次いで、ステップＥにおいて、溶解試薬チャンバインサート１９０２がその直立位置に反転される。次いで、溶解試薬チャンバインサート１９０３は、血液培養ボトル１９００の上部分２００６の開口２００５内に配置される。ステップＧにおいて、ハウジング１９０７のリップ１９０９が、血液培養ボトル１９００のリップ２００７の上に配置される。ステップＨにおいて、隔膜２０６０が、ハウジング１９０７および血液培養ボトル１９００上に配置され、溶解試薬チャンバインサート１９０３を血液培養ボトル１９００上に固定する。最後に、ステップＩにおいて、金属キャップ１９０４が隔膜２０６０上に配置される。金属キャップは、チャンバインサート１９０３の内容物へのニードルのアクセスをもたらす通路１９０８の上方に配置された開口を有している。任意選択的に、金属キャップは、隔膜を固定し、汚染に対する保護をもたらすために、追加的なキャップ（例えば、プラスチックまたは紙キャプ）（図示せず）によって固定されてもよい。この追加的なキャップは、使用前に取り外されることになる。

図２５Ａ−２５Ｅは、図２３Ａ−２４Ｉに示されている実施形態において試料成分を液体培地内に放出する方法を示している。ここでも、図２５Ａ−２５Ｄの各文字符号は、方法ステップを表している。最初、金属キャップ１９０４を隔膜２０６０上に固定するために用いられている任意選択的なプラスチックキャップを外し、ハウジング１９０７の通路１９０８を露出させねばならない。血液５８０が、血液引込装置５００によって、ハウジング１９０７の通路１９０８を通って底チャンバ１９０２内に送達され、該底チャンバにおいて、血液５８０が培地４４０および樹脂３００と混合される。ステップＣにおいて、所定時間が経過した後、外力、ここでは、外部磁気回転力が自動的または手動的にアセンブリに付加され、回転カッター機構１９０６が、通路１９０８に沿って下向きに自転し始め、インサート１９０３内に溶解試薬を保持しているシール２０７０を突刺すことになる。代替的実施形態では、外力（例えば、外部磁気回転力）は、回転カッター機構１９０６がチャンバインサート１９０３から解放された後も継続して自転するように、再位置決めしてからさらに付加されてもよい。ステップＤにおいて、溶解試薬１６０１が放出され、樹脂／培地／血液の混合物５７０と混合されることになる。この実施形態では、溶解試薬１６０１が、樹脂／培地／血液の混合物５７０に添加され、（ステップＥにおいて１６１６が付されている）混合物をもたらしている。溶解試薬１６０１を放出する時期は、樹脂／培地／血液の混合物５７０内において、樹脂３００が（もし抗生物質が存在するなら）該抗生物質の殆どを吸着したとき、溶解試薬１６０１が放出されるように、手動的および／または自動的に制御されるとよい。ステップＥにおいて、回転カッター１９０６は、樹脂／媒体／血液／溶解試薬の混合物１６１６内に放出され、任意選択的に自転し続け、混合物１６１６の接種の準備が整うまで、上記物質をさらに混合するようになっているとよい。

同様の血液培養ボトル構造を用いる本発明の他の実施形態において、溶解試薬チャンバインサート１９０３が容器内に挿入され、かつ該容器の内側に固定されることが可能である限りにおいて、その大きさおよび形状が変更されてもよい。加えて、チャンバのいずれかにおける物質は、必要に応じて、変更されてもよい。センサの位置および数が変更されてもよい。回転カッター機構１９０６は、混合物の体積の任意の深さにおいて撹拌器として機能するために、血液培養ボトル１９００の底チャンバ１９０２内の物質の混合物の密度よりも重いか軽いかまたは等しくなるように設計されてもよい。さらに、回転カッターは、その自転機能を機械的または適切な自動化装置のいずれによって達成するようになっていてもよい。

図２６Ａは、本発明のさらに他の実施形態の側面図を示している。ボトル１９００は、用途および環境に適する試薬を含む血液培養ボトルとして示されている。しかし、この実施形態の態様は、血液培養ボトルに制限されるものではなく、試薬の制御混合が求められるどのような環境にも適用可能である。

この実施形態では、ボトル１９００の底部分１９０２を上部分１９０１から分離するために、シールが用いられている。前述の記載と整合させるために、底部分１９０２は、「底チャンバ」と呼ぶ。同様に、上部分１９０１は、「上チャンバ」と呼ぶ。これは、「チャンバ」という用語の通常の用い方に該当しない。何故なら、上部分１９０１と底部分１９０２との間に構造的な境界が存在しないからである。チャンバという用語を用いるに当たって、出願人は、本明細書に記載されている多くの実施形態間に一貫性をもたらすために、造語作成を行っていることになる。

血液培養ボトル１９００は、底チャンバ１９０２内にセンサ４３０、樹脂３００、および培地４４０を含んでいる。上チャンバ１９０１は、キャップ１９０４を有している。キャップ１９０４は、血液試料を培養ボトル内に導くための従来の機構によって、該キャプ１９０４を通る血液試料を受け入れるように構成されている。例えば、キャップ１９０４は、血液を培養容器内に注入するニードルによって穿刺される隔膜キャップであるとよい。このような機構は、当業者によく知られており、ここでは詳細に説明しないことにする。図示されている実施形態では、センサ５４０は、標識材料がシリコーン素地内に配置されている形式のものである。このようなセンサは、当業者によく知られており、ここでは、詳細に説明しないことにする。典型的には、このようなセンサは、容器の底面に層として形成され、硬化処理されている。樹脂３００は、センサ４３０の直上に配置されている。次いで、樹脂は、生物学的に不活性のポリマー、例えば、室温加硫された（ＲＴＶ）シリコーンバリア２６１０の薄層によって被覆される。シリコーンバリア２６１０は、樹脂３００をバリア２６１０の上に配置されたもの（例えば、この実施形態では、生長培地４４０）から分離するものである。好ましくは、ＲＴＶシリコ−ンバリア２６１０は、樹脂をチャンバの底にしっかりと保持して培地４４０から分離するために、底チャンバ１９０２の側壁に取り付けられる。

血液試料（図示せず）が血液培養ボトル１９００の上チャンバ１９０１内に導かれた後、作動時にバリア２６１０を摩滅させる１つまたは複数の撹拌ビーズ２６００を用いて、樹脂３００が培養培地および血液試料と混合されるようになっている。バリア２６１０が摩滅かつ粉化されると、樹脂３００が培地４４０と内部混合することになる。磁気ビーズ２６００は、底チャンバ１９０２内に配置されている。磁気ビーズは、酸化鉄と混合された生物学的に不活性な射出成形可能なポリマー、好ましくは、ポリプロピレンまたはポリエステルから作製されている。当業者であれば、酸化鉄に対するポリマーの比率は、得られる磁気ビーズが作動時（または撹拌時）にバリア２６１０を摩滅させるために磁気撹拌をもたらすように、設定されねばならないことを理解するだろう。例示的実施形態では、磁気ビーズは、球形であるが、磁気ビーズがバリア２６１０を十分に摩滅させ、樹脂３００を培地４４０内に放出させる限りにおいて、ロッド状要素のような他の形状も考えられる。磁気ボーズ２６００の最外層（図示せず）は、磁気ビーズの撹拌時にバリア２６１０を十分に破裂させるために、約０．００５インチ高さから約０．０２５インチ高さの突起を有する摩滅面または生地面である。

図２６Ｂは、センサ４３０、バリア２６１０に被覆された樹脂３００、培地４４０、および磁気ビーズ２６００を含む底チャンバ１９０２の拡大図を示している。磁気ビーズ２６００は、血液培養ボトルに最近接して位置する外力（例えば、磁気撹拌器）によって作動されるようになっている。例示的実施形態では、磁気ビーズは、外部付加磁気力（例えば、自動化された磁気撹拌システムまたは磁気撹拌器）によって作動されるようになっている。当業者であれば、磁気ビーズを作動させるのに用いられる器具または磁気力源は、周知であろう。例えば、外部磁気力をもたらすどのような器具が用いられてもよく、具体的には、培養ボトル１９００を該器具内に配置させることによって、磁気ビードを作動させ、次いで、該磁気ビードによってＲＴＶバリア２６１０を摩滅させ、樹脂３００を血液（図示せず）および液体培地４４０内に放出させることができる。

本発明の全ての実施形態において、本発明の方法を実施するために、市販されているバクテックＦＸ９０００シリーズ血液培養ボトルを用いることができる。加えて、本発明の方法を自動的に行なうために、バクテックＦＸ９０００シリーズを用いることができる。

前述の種々の要素および特徴の多くは、ここに記載されている本発明の他の実施形態に共通している。これらの共通の要素は、いくつかの実施形態において、代替的用語を用いて記載されている。例えば、「キャップ」および「キャップ要素」は、「隔膜」および「隔膜／キャップアセンブリとしても記載されている（例えば、副次的要素（すなわち、隔膜）を有するキャップを備える隔膜／キャップアセンブリ２７００を参照されたい）。追加的な特徴を有するキャップは、「キャップ要素」という用語に含まれている。同様に、「密封要素」は、箔シール３１０、薄膜２７３０、バリア３０４０、および密封機能を果たすここに記載されている他の構造のような実施形態を含んでいる。「容器インサート」は、いくつかの実施形態において、チャンバまたは区画と呼ばれることもある。容器インサートを受け入れる容器の本体部分は、いくつかの実施形態において、チャンバまたは区画と呼ばれることもある。いくつかの要素および機能は、それらの固有の物理的または幾何学的特徴によって、またはここに記載されている装置の他の構成要素との配置、例えば、図１Ｄ−３７Ｄにおける固有の配置および関係によって、さらに記載されている。例えば、多くの特徴部は、混合される他の特徴部に対して近位側、遠位側、上側および下側、または上端および下端に位置するものとして記載されている。このような記載は、図１−３７Ｄに見られる。同様に、特徴部の内部分および外部分への言及は、容器インサート、容器の本体部、などの内部形態および外部形態を示す図面に基づいている。このような関連用語は、当業者によってよく理解されるだろう。また、条件に対する言及は、絶対的なものではなく、標準的条件に対するものである。例えば、「真空圧」または「真空」に対する言及は、大気圧に対するものであり、例えば、大気圧よりも低い圧力の程度を表している。

本発明を特定の実施形態を参照して説明してきたが、これらの実施形態は、本発明の原理および用途の単なる例示にすぎないことを理解されたい。それ故、例示的実施形態に対して多くの修正がなされ得ること、および他の構成が添付の請求項に規定される本発明の精神および範囲から逸脱することなく考案され得ることを理解されたい。

Claims (8)

1. 試薬の制御混合のための装置であって、
   生物学的試料を受け入れるための本体部分を有する容器であって、前記本体部分は、前記生物学的試料を受け入れる前に培養培地を含み、かつ、前記培養培地の状態または前記容器内のヘッド空間ガスを監視するための１つまたは複数のセンサを備えた、容器と、
   少なくとも一種の試薬を受け入れるために前記容器内に挿入される容器インサートであって、前記少なくとも１種の試薬は、吸着樹脂、培養培地、溶解培地、溶解試薬、およびその組合せからなる群から選択されており、前記溶解培地は、好気性微生物、嫌気性微生物、抗酸菌、菌類、または酵母から選択された群の１つを増殖させるように適合され、かつ、液体形態または凍結乾燥形態にある、容器インサートと、
   前記容器の前記本体部分内の前記培養培地から前記容器インサート内の前記少なくとも一種の試薬を分離する少なくとも１つの密封要素と、
   前記容器を密封するために前記容器に取り付けられたキャップ要素と、
   前記容器インサートの内部に近位端と遠位端を有する先細ロッドであって、自動的または手動的に力が付加されることで、前記遠位端が前記密封要素を突刺し、それにより、前記密封要素が破壊され、前記容器インサートの内容物が前記容器の前記本体部分内に放出されるように構成されている、先細ロッドと、
   を備える、装置。
2. 前記容器は、前記本体部分から延出したネック部分を有し、前記ネック部分は、前記本体部分の直径よりも小さい直径を有しており、前記容器インサートは、管状に形成され、かつ、前記キャップ要素によって、前記容器の前記ネック部分内に固定されている、請求項１に記載の装置。
3. 前記キャップ要素は、前記容器の前記ネック部分に螺合されており、前記キャップ要素を前記ネック部分の下方に向けて捩ることにより、前記先細ロッドが前進して前記容器インサートを突刺し、前記容器インサートの内容物を前記容器の前記本体部分内に放出させるように構成されている、請求項２に記載の装置。
4. 前記容器インサートは、複数の密封チャンバを備えており、各密封チャンバは、前記少なくとも一種の試薬を受け入れるようになっており、前記容器インサートへの前記力の付加によって、各チャンバの内容物を前記容器の前記本体部分内に放出させるように構成されており、前記力は、音響力、磁気力、機械力、熱力、加圧力、時間放出力、およびその組合せからなる群から選択された外力である、請求項１に記載の装置。
5. 前記生物学的試料は、無菌体液であり、前記無菌体液は、試料送達装置から導かれるようになっており、前記試料送達装置は、ニードル内に前記試料送達装置からの試料を通流させるカニューレを備えており、前記ニードルは、前記装置内に前進するとき、前記力を付加するように構成されている、請求項４に記載の装置。
6. 前記密封要素は、箔、ガラス、成形ポリマー、およびその組合せからなる群から選択された少なくとも一種の薄材料から作製されている、請求項１に記載の装置。
7. 前記密封要素は、炭素またはガラスまたは少なくとも一種の試薬が充填された密封内部空洞を有する薄膜である、請求項６に記載の装置。
8. ２種類の試薬を生物学的試料と混合する方法であって、
   請求項１〜７の何れか一項に記載の装置を準備するステップであって、前記容器の前記本体部分は、前記培養培地を含み、前記先細ロッドが前記容器インサートの内部に配設され、前記容器インサートは、前記密封要素により前記容器の前記本体部分内の前記培養培地から分離された前記少なくとも１種の試薬を含み、前記容器が前記キャップ要素で密封されている、ステップと、
   前記キャップ要素を通して、前記生物学的試料を前記容器内に導入するステップと、
   を含み、
   前記生物学的試料の前記導入によって、前記容器インサート内部の前記先細ロッドに前記力を付加し、前記先細ロッドの前記遠位端で前記密封要素を突刺し、前記密封要素の一部を破裂させ、前記容器インサートの内容物を前記本体部分内に放出させる、方法。

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