JP6524057B2 - 遺伝子操作した形質導入粒子を使用した細胞の検出のためのシステム及び方法 - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年３月１３日に出願した米国特許仮出願第６１／７７９，１７７号、名称「Ｎｏｎ−Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｖｅ Ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅ−Ｂａｓｅｄ Ｒｅｐｏｒｔｅｒ Ｓｙｓｔｅｍｓ」に対する優先権を主張する、２０１３年３月１３日に出願した米国特許出願第１３／８０２，４６１号、名称「Ｓｙｓｔｅｍｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｅｌｌｓ ｕｓｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ Ｔｒａｎｓｄｕｃｔｉｏｎ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」に対する優先権を主張するものであり、それぞれ、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書で説明される実施形態は、遺伝子操作した形質導入粒子を使用した細胞の検出のためのシステム及び方法に関する。より具体的には、本明細書で説明される実施形態は、レポーターシステムとして複製欠損性の形質導入粒子を使用して細菌を検出するための方法に関する。本明細書で説明される実施形態はまた、その中においてウォークアウェイ機能を有する統合した閉鎖系で細菌の検出を行うことができる、容器及び機器にも関する。
細菌、特に薬剤耐性株の検出は、細菌感染の拡散を診断し、限定する際の重要なステップである。例えば、ＭＲＳＡは、米国の人口のかなりの部分によって保有される、一般的な黄色ブドウ球菌細菌の薬剤耐性バージョンである。ＭＲＳＡの大部分の感染は、病院において起こり、高い死亡率を有する可能性がある（ＭＲＳＡの感染は、米国において毎年ほぼ１９，０００人を死に至らしめる）。故に、ＭＲＳＡ等の感染を引き起こす細菌株（それらの表現型及び／または遺伝子型、ならびに他の分子標的を含む）の効率的で、正確な、かつ素早い同定に対する必要性がある。特に重要なことは、様々な異なる試料（例えば、ヒト試料、環境試料、植物試料、獣医学的試料、食品試料、または同類のもの）から細菌の表現型及び／または遺伝子型、ならびに他の分子標的を同定し、よって、適切な治療及び制御計画を適時に開始することができる能力である。
細菌を同定するための１つの既知の方法としては、細菌培養が挙げられる。培養は、非常に高感度であるが、しばしば、結果を得るために２〜３日（またはそれ以上）かかり、したがって、迅速な診断または効率的なスクリーニングの目的には適さない。既知の培養方法は、しばしば、検定を行うために高度に訓練された人員を必要とするシステムを使用して行われ、したがって、様々な異なる設定での使用に適さない。既知の培養方法はまた、汚染も生じ易く、それは、偽陽性及び／または細菌の誤同定をもたらす可能性がある。さらに、既知の培養方法は、種々の細菌種の同定のために特に調整された培養プロトコルを用い、したがって、広範囲の細菌パネルを試験することは、費用を急激に上昇させる可能性がある。
直接的な細菌の免疫検出、すなわち、抗体抗原反応を使用した検出は、細菌検出のための別の方法である。既知の免疫検出方法は、培養よりも迅速に、かつ少ない費用で結果を生成することができるが、しばしば、対象となる細菌株に対する選択的抗体の可用性によって制限され、利用可能な抗体は、交差反応を生じ易い。そのような既知の方法はまた、培養ほど感度が高くないので、しばしば、それでも、検定時間を長くする可能性がある細菌増幅の必要性がある。
細菌細胞の検出のための他の既知の方法としては、ＤＮＡまたはＲＮＡ等の核酸の隔離及び分析が挙げられる。試料から核酸を隔離するための既知の方法は、しばしば、高価で特殊な装置を必要とする複数の厳しい試料調製ステップを含む。特に、そのようなステップとしては、１）プロテアーゼを加えることによって、細菌または細胞を含有する試料内のタンパク質を除去すること、２）その中に含有される核酸に曝露するために、残りのバルク試料を分解すること（細胞溶解とも称される）、３）試料から核酸を沈殿させること、４）さらなる分析のために、核酸を洗浄すること、及び／または別様には調製すること、５）種を同定するために、核酸を分析すること、が挙げられる。試料を調製した後の、既知の分析方法としては、ポリメラーゼ連鎖反応（ＰＣＲ）法、遺伝子配列法、遺伝子指紋法、蛍光法、免疫検定法、電気化学免疫検定法、マイクロアレイ法、任意の他の適切な技法、またはそれらの組み合わせが挙げられる。ＰＣＲは、広範囲にわたる商業的用途を見出したが、しばしば、高価な試薬及び機器類を伴う複数のステップを必要とする。ＰＣＲを伴う多くの既知の方法は、卓上試験には適さない（例えば、該方法は、比較的熟練した人員を必要とする）。さらに、既知のＰＣＲ方法は、熱サイクル及び／または高い温度を用い、それは、分析の費用、時間、及び／または複雑さを増加させる可能性がある。最後に、ＤＮＡ配列を検出するためのＰＣＲ方法は、試料細胞を溶解させるので、そのような方法は、生細胞と死細胞とを区別することができない。
細胞同定のためのいくつかの既知のシステム及び方法は、ある特定の細菌を同定及び／または検出するために、バクテリオファージの使用を含む。いくつかの既知の方法では、特定の細菌株を標的にし、感染させるために、レポーター分子で標識されるファージを使用することができる。感染後に、ファージは、溶菌サイクル（すなわち、細胞壁を破壊して標的細菌を殺滅する）及び／または溶原サイクル（すなわち、細菌を殺滅せずに細菌とともにファージを複製する）を受け、その後に、増幅した子孫ファージの検出を続けることができる。ファージ検出に依存するそのような既知の方法は、制限するまたは複雑なステップを含む。例えば、同定のためのいくつかの既知のファージ検出に基づく方法は、ファージ複製（その間に、細菌を溶解させることができる）に依存し、一般的に、この過程を容易にするための細胞培養を必要とする。いくつかの既知のファージ検出に基づく方法は、慎重に計量した、及び／またはｐＨ制御した試薬を使用して、試料から特異的に結合したファージを除去または「結合解除」することを必要とする。さらに、いくつかの既知のファージ検出に基づく方法は、加えるファージの量の慎重な計量に依存し、及び／または試薬を加える／除去するために反応チャンバを開けるまたは閉じることを含み、それは、誤った結果に至り、また、本質的に検定を複雑にする、試薬の汚染及び／または不十分な混合につながる可能性がある。
他のファージに基づく方法は、レポーター遺伝子を含むことができるヌクレオチドを標的細菌の中へ送達するように遺伝子操作されるバクテリオファージを用い、それは、標的細菌にレポーター分子を発現させる。いくつかの既知の方法は、検定中に複製するファージを含むが、その中にレポーター分子が生成される細胞の望ましくない溶解をもたらす可能性がある。他の既知のファージに基づく方法は、検定条件中に複製機能が抑制されるバクテリオファージを用いる。しかしながら、そのような既知の方法は、複製機能を抑制したままの状態を維持する条件（例えば、温度条件）の範囲が狭いため、実装が困難である。そのような方法は、容易に制御されず、したがって、溶菌活性をもたらす可能性がある。さらに他の方法は、溶菌サイクルの代わりに溶原サイクルを受ける、溶原ファージの使用を提案する。しかしながら、そのような既知の方法も、散発的な溶菌活性の影響を受け易い。生来のファージの寿命を組み込むことは、プロファージによって溶原化され得る標的細胞による重感染免疫のため、レポーターファージの宿主域の制限にもつながり得る。したがって、このタイプの既知の方法は、学術的設定で行われてきたが、該方法は、臨床的設定には適用できない。
ファージに基づく方法の使用に関して上で説明される欠点に加えて、既知の方法は、「ウォークアウェイ」のバクテリオファージ同定システムを可能にするための自動化または機器類を用いない。例えば、数多くの既知のシステムは、例えばフラッシュ発光反応等の、ある特定のレポーター分子によって生成される信号を処理及び／または測定する、閉鎖系に適応しない。したがって、既知のシステム及び方法は、熟練者及び試料の詳細な処理を必要とし、それは、偽陽性または偽陰性を増加させる可能性がある。
したがって、臨床試料中の細菌種の迅速で、コスト効率的な、かつ容易な検出及び同定のための改善された装置及び方法に対する必要性が存在する。
遺伝子操作したウイルスベクター及び／または形質導入粒子を使用して標的細胞（例えば、細菌）を検出及び／または同定するためのシステム及び方法が、本明細書で説明される。いくつかの実施形態において、方法は、ある量の形質導入粒子を試料内に混合することを含む。形質導入粒子は、標的細胞と関連付けられる。形質導入粒子は、非複製的であり、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。試料及び形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに一連のレポーター分子を発現するように維持される。レポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取る。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、所定の量を超える形質導入粒子の量とは無関係である。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、送達部材と、アクチュエータとを含む。筐体は、反応チャンバに着脱可能に連結することができ、試薬容積を画定する。送達部材は、筐体に連結され、また、筐体が反応チャンバに連結されたときに、試薬容積と反応チャンバとの間に経路を画定する。送達部材の第１の端部分は、試薬容積内に配置され、送達部材の第２の端部分は、試薬容積の外側に配置される。アクチュエータは、経路を介した試薬容積からの流れまたは試薬を生成するために、筺体の縦軸に沿って試薬容積内を移動することができる、試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有する。送達部材は、送達部材の第２の端部分を出る試薬の流れを、筐体の縦軸に対して非平行な出口方向に向けるように構成される。
いくつかの実施形態において、機器は、保持アセンブリと、活性化アセンブリと、アクチュエータとを含む。保持アセンブリは、第１の把持部と、第２の把持部と、バイアス部材とを含む。第１の把持部及び第２の把持部は、試料容器の第１の部分に接触して、試料容器の移動を制限するように構成される。試料容器は、反応容積及び試薬容積を画定する。活性化部材は、保持アセンブリに移動可能に連結され、また、試料容器の第２の部分に係合して、試薬容積から反応容積の中へ試薬を搬送するように構成される。アクチュエータは、活性化部材を、第１の位置と第２の位置との間で保持アセンブリに対して移動させるように構成される。第１の位置において、活性化部材の表面は、保持アセンブリの表面と接触して、第１の把持部及び第２の把持部を開放構成に維持する。第２の位置において、活性化部材の表面は、バイアス部材が第１の把持部及び第２の把持部を閉鎖構成に付勢するように、保持アセンブリの表面から離間される。活性化部材のプランジャ部分は、活性化部材が第２の位置に向かって移動するときに、試薬容積内を移動するように構成される。
一実施形態による、細菌同定のためのシステムのブロック図である。 第１の構成における、一実施形態による、カートリッジの概略図である。 第２の構成における、一実施形態による、カートリッジの概略図である。 一実施形態による、試料中の標的細胞を検出するための方法のフロー図である。 一実施形態による、形質導入粒子及びその中に含有される遺伝子操作した核酸分子の概略図である。 一実施形態による、標的細胞の同定のための方法の概略図である。 一実施形態による、第１の時間で標的セルと相互作用する形質導入粒子の概略図である。 一実施形態による、第２の時間で標的セルと相互作用する形質導入粒子の概略図である。 一実施形態による、生存標的細胞の同定のための方法のフロー図である。 一実施形態による、遺伝子操作した核酸の配合物の概略図である。 一実施形態による、標的細胞の遺伝子型の同定のための方法のフロー図である。 一実施形態による、標的細胞の同定のための遺伝子型方法の概略図である。 第１の構成における、一実施形態による、試料容器の概略断面図である。 第２の構成における、一実施形態による、試料容器の概略断面図である。 第３の構成における、一実施形態による、試料容器の概略断面図である。 第１の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側面図である。 第２の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側面図である。 第３の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの斜視図である。 図１８の容器アセンブリの分解図である。 図１９の容器アセンブリに含まれる筐体の上面図である。 図１９の容器アセンブリに含まれる筐体の底面斜視図である。 一実施形態による、図１９の容器アセンブリに含まれる試薬容器の斜視図である。 第１の構成における、図１９の容器の一部分の側断面図である。 第２の構成における、図１９の容器の一部分の側断面図である。 第３の構成における、図１９の容器の一部分の側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの斜視図である。 図２６の容器アセンブリに含まれる筐体の底面斜視図である。 図２６の容器アセンブリの側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 第１の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 第２の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 第３の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの分解側断面図である。 第１の構成における、図３３の容器アセンブリの側断面図である。 第２の構成における、図３３の容器アセンブリの側断面図である。 第３の構成における、図３３の容器アセンブリの側断面図である。 第１の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 第２の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 第１の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 第２の構成における、一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 一実施形態による、容器アセンブリの概略側断面図である。 一実施形態による、信号検出の方法のフロー図である。 第１の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第２の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第３の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第１の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第２の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第３の構成における、一実施形態による、機器の一部分の概略側面図である。 第１の構成における、一実施形態による、機器の検出部分の概略側面図である。 第２の構成における、一実施形態による、機器の検出部分の概略側面図である。 一実施形態による、機器の斜視図である。 蓋を開放した状態の図５１の機器の斜視正面図である。 図５１の機器に含まれる筐体の斜視正面図である。 図５３で示される筐体の背面図である。 明確にするために筐体を取り外した図５１の機器の内部構成要素及びサブアセンブリの一部分の斜視図である。 明確にするために筐体を取り外した図５１の機器の内部構成要素及びサブアセンブリの一部分の斜視図である。 明確にするために筐体を取り外した図５１の機器の内部構成要素及びサブアセンブリの一部分の斜視図である。 図５１の機器に含まれる電力供給源の斜視図である。 図５１の機器に含まれるプロセッサの斜視図である。 図５１の機器に含まれる通信モジュールの斜視図である。 第１の構成における図５１の機器の斜視図である。 図５１の機器に含まれるカートリッジの斜視図である。 図５１の機器に含まれるカートリッジ受容器の斜視図である。 連結した構成の図６２のカートリッジ及び図６３のカートリッジ受容器の側面図である。 図５１の機器に含まれる加熱器アセンブリの斜視図である。 図６５の加熱器アセンブリの部分分解図である。 図６５の加熱器アセンブリの背面図である。 一実施形態による、図５１の機器に含まれる駆動アセンブリの斜視図である。 図６８の駆動アセンブリの正面図である。 第１の構成における、図６８の駆動アセンブリを示す図である。 第１の構成における、図６８の駆動アセンブリを示す図である。 図５１の機器に含まれる駆動アセンブリを制御するための電子回路システムの斜視図である。 図５１の機器に含まれる、一実施形態による、操作装置アセンブリの斜視図である。 図７３の操作装置アセンブリの分解図である。 第１の（または「把持部開放」）構成における図７３の操作装置アセンブリの側面図である。 第２の（または「把持部閉鎖」）構成における図７３の操作装置アセンブリの側面図である。 第２の（または「把持部閉鎖」）構成で容器を輸送する際の図７３の操作装置アセンブリの斜視図である。 第１の（または「把持部開放」）構成で容器に係合する際の図７３の操作装置アセンブリの側面図である。 第１の（または「把持部開放」）構成で容器に係合する際の図７３の操作装置アセンブリの側面図である。 開放構成で「第１のプランジ」動作において容器に係合する際の図７８の操作装置アセンブリの側断面図である。 第２の（「把持部閉鎖」）構成における図７３の操作装置アセンブリの側断面図である。 「第２のプランジ」動作において容器に係合する第３の構成（「把持部閉鎖」）構成における図７３の操作装置アセンブリの側面図及び斜視図である。 「第２のプランジ」動作において容器に係合する第３の構成（「把持部閉鎖」）構成における図７３の操作装置アセンブリの側面図及び斜視図である。 図８２の操作装置アセンブリの側断面図である。 図５１の機器に含まれる、一実施形態による、検出器アセンブリの斜視図である。 図８５の検出器アセンブリの一部分の上面図である。 筐体を取り外した図８５の検出器アセンブリの斜視図である。 筐体を取り外した図８５の検出器アセンブリの分解図である。 一実施形態による、図８５の検出器アセンブリに含まれるシャッターの斜視図である。 図８９のシャッターの側断面図である。 第１の構成における図８５の検出器アセンブリの側断面図である。 第２の構成おける図８５の検出器アセンブリの側断面図である。 第３の構成における図８５の検出器アセンブリの側断面図である。 第４の構成における図８５の検出器アセンブリの側断面図である。 一実施形態による、図８５の検出器アセンブリを制御するための、図５１の機器に含まれる回路の斜視図である。 一実施形態による、信号を受け取るための方法のフロー図である。 一実施形態による、容器を操作するための方法のフロー図である。
遺伝子操作したウイルスベクター及び／または形質導入粒子を使用して標的細胞（例えば、細菌）を検出及び／または同定するためのシステム及び方法が、本明細書で説明される。いくつかの実施形態において、方法は、ある量の形質導入粒子を試料内に混合することを含む。形質導入粒子は、標的細胞と関連付けられる。同様に前述のように、形質導入粒子は、核酸分子に結合し、該核酸分子を標的細胞の中へ送達するように配合される。形質導入粒子は、非複製的であり、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。試料及び形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに一連のレポーター分子を発現するように維持される。レポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取る。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、所定の量を超える形質導入粒子の量とは無関係である。
いくつかの実施形態において、標的細胞を検出するための方法は、標的細胞と関連付けられる一連の形質導入粒子を試料と混合することを含む。形質導入粒子は、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。形質導入粒子は、一連の形質導入粒子が誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型ＤＮＡを欠いている。試料及び一連の形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに、一連のレポーター分子だけが発現するように維持される。次いで、レポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取る。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、所定の量を超える一連の形質導入粒子の量とは無関係である。同様に前述のように、いくつかの実施形態において、信号の強度は、一連の形質導入粒子の量とは実質的に無関係である。
いくつかの実施形態において、標的細胞を検出するための方法は、標的細胞と関連付けられる一連の形質導入粒子を試料中で混合することを含む。一連の形質導入粒子は、溶原複製できないように、及び標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。試料及び一連の形質導入粒子は、試料が標的細胞を含むときに、一連のレポーター分子を発現するように維持される。本方法はまた、一連のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることを含む。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、第１のアクチュエータと、第２のアクチュエータとを含む。筐体は、（例えば、標的細胞を含む試料を含有することができる）反応チャンバに着脱可能に連結されるように構成される。筺体は、第１の試薬容積及び第２の試薬容積を画定し、また、第１の試薬容積と反応チャンバとの間の第１の経路、及び第２の試薬容積と反応チャンバとの間の第２の経路を画定する送達部分を含む。第１のアクチュエータは、第１の試薬容積内に配置されるプランジャ部分と、第１の試薬容積内でプランジャ部分を移動させるために操作されるように構成される係合部分とを有する。第２のアクチュエータは、第２の試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有し、第２のアクチュエータの係合部分は、第２の試薬容積内でプランジャ部分を移動させるために操作されるように構成される。第２のアクチュエータの係合部分は、第１のアクチュエータの係合部分を少なくとも部分的に取り囲む。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、送達部材と、アクチュエータとを含む。筐体は、（例えば、標的細胞を含有する）反応チャンバに着脱可能に連結することができ、試薬容積を画定する。送達部材は、筐体に連結され、また、筐体が反応チャンバに連結されたときに、試薬容積と反応チャンバとの間に経路を画定する。送達部材の第１の端部分は、試薬容積内に配置され、送達部材の第２の端部分は、試薬容積の外側に配置される。アクチュエータは、経路を介した試薬容積からの流れまたは試薬を生成するために、筺体の縦軸に沿って試薬容積内を移動することができる、試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有する。送達部材は、送達部材の第２の端部分を出る試薬の流れを、筐体の縦軸に対して非平行な出口方向に向けるように構成される。
いくつかの実施形態において、容器は、筐体と、送達部材と、アクチュエータとを含む。筐体は、試薬容積を画定し、反応チャンバに着脱可能に連結可能である。送達部材は、筐体に連結され、また、筐体が反応チャンバに連結されたときに、試薬容積と反応チャンバとの間に経路を画定する。送達部材の第１の端部分は、試薬容積内に配置され、経路の第１の部分を画定する。送達部材の第２の端部分は、筐体の外側に配置され、経路の第２の部分を画定する。経路の第２の部分の中心線は、経路の第１の部分の中心線から角度的にオフセットされる。アクチュエータは、試薬容積内に配置されるプランジャ部分を有し、また、経路を介した試薬容積からの試薬の流れを生成するために、筺体の縦軸に沿って試薬チャンバ内を移動するように構成される。
いくつかの実施形態において、標的細胞を検出するための方法は、試料及び一連のレポーター分子を含有する反応チャンバを検出器と動作可能に連通するように配置することを含む。試薬は、試薬が反応チャンバの表面に沿って試料の中へ流れるように、送達部材を介して反応チャンバに搬送される。このようにして、試料及び試薬の曝気、ならびに／または試料内の気泡の生成が最小に抑えられる。試薬は、一連のレポーター分子と反応して、一連のレポーター分子の量と関連付けられる信号の生成を可能にするように、及び／または強化するように配合される。信号は、検出器によって受け取られる。
いくつかの実施形態において、機器は、保持部材と、活性化部材と、アクチュエータとを含む。保持部材は、反応容積及び試薬容積を画定する試料容器の第１の部分と接触して、試料容器の移動を制限するように構成される。活性化部材は、保持部材に連結され、また、試料容器の第２の部分に係合して、試薬容積から反応容積の中へ試薬を搬送するように構成される。アクチュエータは、第１の位置と、第２の位置と、第３の位置との間で、保持部材に対して活性化部材を移動させるように構成される。第１の位置において、保持部材は、試料容器の第１の部分から離間されるように構成される。第２の位置において、活性化部材は、試料容器の第２の部分から離間されるように構成され、保持部材は、試料容器の第１の部分に接触するように構成される。第３の位置において、活性化部材は、保持部材が試料容器の第１の部分と接触するように、試料容器の第２の部分と係合して、試薬を搬送するように構成される。
いくつかの実施形態において、機器は、保持アセンブリと、活性化アセンブリと、アクチュエータとを含む。保持アセンブリは、第１の把持部と、第２の把持部と、バイアス部材とを含む。第１の把持部及び第２の把持部は、試料容器の第１の部分に接触して、試料容器の移動を制限するように構成される。試料容器は、反応容積及び試薬容積を画定する。活性化部材は、保持アセンブリに移動可能に連結され、また、試料容器の第２の部分に係合して、試薬容積から反応容積の中へ試薬を搬送するように構成される。アクチュエータは、活性化部材を、第１の位置と第２の位置との間で保持アセンブリに対して移動させるように構成される。第１の位置において、活性化部材の表面は、保持アセンブリの表面と接触して、第１の把持部及び第２の把持部を開放構成に維持する。第２の位置において、活性化部材の表面は、バイアス部材が第１の把持部及び第２の把持部を閉鎖構成に付勢するように、保持アセンブリの表面から離間される。活性化部材のプランジャ部分は、活性化部材が第２の位置に向かって移動するときに、試薬容積内を移動するように構成される。
いくつかの実施形態において、機器は、筺体と、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で筐体内を移動可能に配置される部分を有するシャッターとを含む。筐体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定し、さらに、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定する。筺体は、第１のシール表面と、第２のシール表面とを含む。試料容器の第２の部分（例えば、遠位端部分）が検出容積内に配置されたときに、試料容器の第１の部分、及び第１のシール表面は、筺体の外側の容積から検出容積を隔離するように構成される。シャッターのシール表面、及び筐体の第２のシール表面は、シャッターが第１のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。筐体のチャネルは、シャッターが第２のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通している。
いくつかの実施形態において、機器は、筺体と、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で筐体内を移動可能に配置される部分を有するシャッターとを含む。筐体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定し、さらに、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定する。シャッターの作動部分は、容器の遠位端部分が検出容積に向かって移動するときに、試料容器の遠位端部分に係合して、シャッターを第１のシャッター位置から第２のシャッター位置に移動させるように構成される。シャッターのシール表面、及び筐体のシール表面は、シャッターが第１のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。筐体のチャネルは、シャッターが第２のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通している。
いくつかの実施形態において、機器は、筺体と、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で筐体内に配置される部分を有するシャッターとを含む。筐体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定し、さらに、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定する。シャッターは、較正光源、例えばＬＥＤ等を受け取るように構成される較正ポートを画定する。シャッターのシール表面、及び対応する筐体のシール表面は、シャッターが第１のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。較正ポートは、シャッターが第１のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通している。筐体のチャネルは、シャッターが第２のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通し、較正ポートは、検出容積から隔離される。
いくつかの実施形態において、信号を受け取るための方法は、第１の時間に、検出容積の光放射の大きさと関連付けられる第１の信号を受け取ることを含む。検出容積は、第１の位置にある移動可能なシャッターによってチャネルから光学的に隔離される。本方法はまた、試料容器の遠位端部分がシャッターを第１の位置から第２の位置に移動させ、試料容器の遠位端部分が検出容積内に配置されるように、チャネル内に少なくとも部分的に配置される試料容器に力を印加することも含む。この構成において、チャネルは、検出容積と光連通している。本方法はさらに、試料容器の遠位端部分が検出容積の中にあるときに、第２の時間に、検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第２の信号を受け取ることをさらに含む。
本明細書で説明されるように、「遺伝子」、「ＤＮＡ」、及び「ヌクレオチド」という用語は、標的細菌またはベクターの遺伝子配列の全体または一部分を意味する。
本明細書で説明されるように、「プラスミド」という用語は、遺伝子操作した遺伝子、調節要素を含むベクター内に含有される配列及び／または分子、標的遺伝子に相同な核酸配列、ならびに生存細胞内で、及び／または細胞内分子が標的細胞内に存在するときにレポーター分子の発現を引き起こすための種々のレポーター構築物を意味する。
標的細胞（例えば、細菌）を検出し、同定するためのシステム、デバイス、及び方法は、標的細胞を同定し、それに結合し、そして、遺伝子操作したヌクレオチドを標的細胞の中へ送達することができる形質導入粒子を含むことができる。図１のブロック図で示されるように、いくつかの実施形態において、システム１００は、遺伝子操作した形質導入粒子１１０と、容器１２０と、レポーター１３０と、検出機器１４０とを含む。本明細書で詳細に説明されるように、システム１００は、形質導入粒子１１０が、特定の標的を含有する試料Ｓと混合されたときに、レポーター１３０を生成することができるように、容器１２０及び／または検出機器１４０を操作する、取り扱う、及び／または作動させるように構成される。このようにして、システム１００及び該システムと関連付けられる方法は、「切り替え可能な」検定とみなすことができ、それは、レポーター１３０が生成されるような条件になる（例えば、標的細胞が存在する）まで、いかなる量のレポーター１３０も試料中に存在しないことを意味する。
形質導入粒子１１０は、形質導入非ウイルスＤＮＡ及び／またはＲＮＡを介して標的細胞の中へ送達することができる、任意の適切な粒子とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、バクテリオファージから誘導することができる、または核酸分子を試料Ｓ中の標的細菌の中へ導入することができる、非生物学的に誘導されたベクターとすることができる。形質導入粒子１１０はさらに、遺伝子操作した分子、例えば、組み換えＤＮＡ、ＲＮＡ、ヌクレオチド、プラスミド、リボザイム、アプタマー、及び／またはタンパク質を担持するように遺伝子操作及び／または構成される。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１１０は、ＤＮＡが誘導されたウイルスベクター（例えば、バクテリオファージ）からの、いかなるＤＮＡも含有しない。同様に前述のように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、ウイルスベクターが誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型ＤＮＡを欠いている、ウイルスベクターである。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれかを含む。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子１１０は、溶菌または溶原サイクルを介して複製することができない。形質導入粒子からの全ての形態の複製を排除することによって、レポーター分子の生成中に標的細胞が維持され（すなわち、損なわれず、殺滅されず、または溶解されず）、それによって、該標的細胞とともに使用される方法の精度及び信頼性が向上する。このようにして、本明細書で説明される検定は、偽陰性の可能性を低減及び／または排除し、本方法を臨床設定において適用できるようにする。特に、ウイルス粒子の野生型ウイルス機能は、溶原複製を呈し、溶菌複製のための能力を必要とする可能性があるので、複製機能（例えば、溶菌サイクル）を抑制しようとする試みは、溶菌サイクルが何らかの検定の母集団をもたらすという十分な確実性を提供しない場合がある。複製能力が排除された形質導入粒子を使用することの利点を実証するために、１０個のＭＲＳＡ臨床分離株に関する２つの溶原性黄色ブドウ球菌ファージの溶菌活性を、プラーク検定を介して調査した。表１で示されるように、ファージｐｈｉ１１は、１０個の臨床ＭＲＳＡ分離株のそれぞれに関して溶菌活性を呈し、ファージｐｈｉ８０ａｌｐｈａは、１０個の臨床ＭＲＳＡ分離株のうちの６つに関して溶菌活性を呈した。示されるように、ファージ（例えば、試験される溶原性ファージ）の自然溶原サイクルに依存する検定は、散発的に溶菌活性を呈することが予期され得る。故に、いくつかの実施形態において、本明細書で説明される形質導入粒子１１０及び他の形質導入粒子は、非複製的であるかまたは複製欠損性である（すなわち、複製することができない）ように遺伝子操作される。
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形質導入粒子１１０は、１つ以上の標的細胞と関連付けられること、及び／または１つ以上の標的細胞に特異的であることを特徴とする。同様に前述のように、形質導入粒子１１０は、核酸分子に結合し、該核酸分子を標的細胞の中へ送達するように配合される。例えば、形質導入粒子は、任意の細菌、例えば、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニアに結合するように選択すること、遺伝子操作すること、及び／または生成することができる。
いくつかの実施形態において、非複製的な形質導入粒子１１０ならびに本明細書で説明される非複製的な形質導入粒子のいずれかは、核酸をウイルス及び／またはバクテリオファージの構造成分の中へパッケージングすることによって開発することができ、パッケージングした核酸は、複製が溶菌経路を介するか、溶原経路を介するかに関わらずウイルス及び／またはバクテリオファージが複製することを可能にする、生来のウイルス及び／またはバクテリオファージ機能を呈することを欠いている。
一実施形態では、ｐａｃ型プロファージのｐａｃ部位を含有する小さいターミナーゼ遺伝子が削除され、次いで、プラスミドを介して補完される、プラスミドパッケージングシステムを開発することができる。溶原化したプロファージの溶菌サイクルが誘導されるとき、バクテリオファージパッケージングシステムは、生来のバクテリオファージＤＮＡをパッケージングするのではなく、プラスミドＤＮＡを子孫バクテリオファージの構造成分の中へパッケージングする。したがって、パッケージングシステムは、プラスミドＤＮＡを担持する非複製的な形質導入粒子を生成する。
別の実施形態では、外因性核酸配列がバクテリオファージによってパッケージングされるように、ゲノムアイランド（ＧＩ）パッケージングシステムを活用することができる。これは、そのような外因性核酸配列をＧＩに組み込むことによって達成することができる。自然ＧＩパッケージングシステムは、非複製的なＧＩ含有形質導入粒子ならびに生来の複製ファージの双方をもたらし、したがって、この過程から生来のファージを排除するために、プロファージの小さいターミナーゼ遺伝子が削除される。小さいターミナーゼ遺伝子配列は、生来のファージのｐａｃ部位配列を含有し、したがって、この削除は、生来のファージＤＮＡのパッケージングを防止する効果を有する。同時に、パッケージングされるＧＩが、それ自体のｐａｃ部位、及び適切な小さいターミナーゼタンパク質を発現する小さいターミナーゼ遺伝子を含む場合、ＧＩのＤＮＡだけがこのシステムにおけるパッケージングに従う。外因性ＤＮＡをこのシステムに組み込むことによって、ＧＩのＤＮＡ及び外因性ＤＮＡを組み込む非複製的な形質導入粒子を生成することができる。
形質導入粒子１１０はさらに、（例えば、機器１４０を介して）検出することができるレポーター１３０を発現するための遺伝子及び／または核酸分子を含有するように生成及び／または遺伝子操作することができる。レポーター１３０は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質（例えば、ＧＦＰ等）、比色検出に適切な酵素（例えば、ホースラディッシュペルオキシダーゼ）、免疫検出に適切なタンパク質（例えば、タンパク質Ａ等）、免疫検出に適切なペプチドもしくはペプチドタグ（例えば、３Ｘ ＦＬＡＧ等）、及び／またはアプタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか１つとすることができる。より具体的には、形質導入粒子１１０は、自律的にレポーター１３０を生成せず、及び／またはレポーター１３０を含まない。代わりに、形質導入粒子１１０は、遺伝子操作した核酸分子が細菌ＤＮＡの自然転写及び翻訳機能を使用してレポーター１３０を生成するように、該形質導入粒子中に含有される遺伝子操作した核酸分子を標的細胞、例えば細菌の中へ連通するように構成される。したがって、レポーター１３０は、「切り替え可能な」レポーターと考えることができ、それは、レポーター１３０が生成されるような条件になる（例えば、標的細胞が存在する）まで、いかなる量のレポーター１３０も試料中に存在しないことを意味する。このようにして、本明細書で説明される方法は、非結合型レポーター１３０のいかなる洗浄も、レポーターの初期量を補償するためのいかなる信号減算も、または同類のことも含まない。したがって、システム１００及び該システムと関連付けられる方法は、均質な検定の開発を可能にする。さらに、いかなる温度サイクリングも必要とせず、低温、例えば摂氏３７度で短時間加熱することで十分であり得る。
レポーター１３０の発現を引き起こすように配合されるレポーターシステム、及び本明細書で開示されるレポーターシステムのいずれかを、プロモーターの制御下で、レポーター分子を非複製的な形質導入粒子１１０（または本明細書で開示される他の形質導入粒子のいずれか）の中へ組み込むことによって、生菌及び／または標的細胞の存在に関するレポーティングのために開発することができる。この形質導入粒子１１０が、レポーターシステムを形質導入粒子１１０の宿主域内の細胞の中へ導入するときに、プロモーターは、レポーター分子の発現を駆動することができる。
一実施形態では、本明細書で説明されるような（例えば、システム１０００等の）任意の適切なシステム及び方法を使用して、ＭＳＳＡ／ＭＲＳＡレポーター検定を開発すること、及び／または行うことができる。そのような実施形態では、非複製的な形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１１０、形質導入粒子１６０、または同類のもの）が黄色ブドウ球菌特異的バクテリオファージから開発され、そして、構成的プロモーターの制御下で、細菌ルシフェラーゼ遺伝子ｌｕｘＡＢが組み込まれる。この形質導入粒子がレポーターシステムを黄色ブドウ球菌の中へ導入するときに、構成的プロモーターは、生存可能な黄色ブドウ球菌の存在に関するレポーティングに適切なｌｕｘＡＢを発現することができる。加えて、形質導入粒子と黄色ブドウ球菌細胞とを混同する前にまたはそれと同時に、抗生物質セフォキシチンまたは類似する抗生物質も加えた場合、細胞がｍｅｃＡ遺伝子を含有せず、発現しなければ、検定においていかなるｌｕｘＡＢも発現せず、したがって、細胞がＭＳＳＡであること（すなわち、セフォキシチンによる抑制に影響されること）を示す。しかしながら、細胞がｍｅｃＡ遺伝子を含有し、発現した場合は、ｌｕｘＡＢが検定中に発現し、したがって、細胞がＭＲＳＡであること（すなわち、セフォキシチンによる抑制に耐性があること）を示す。
生菌の存在に関してレポーティングするために開発されるように説明されているが、他の実施形態では、レポーター１３０、及び適用可能なレポーターシステムのいずれか（例えば、レポーター６３０）を、標的細菌内の標的遺伝子の存在に関してレポーティングするために開発することができる。このシステムにおいて、プロモーターを含まないレポーター遺伝子は、標的遺伝子配列に相同である核酸配列の下流に配置され、このレポーター構築物は、非複製的な形質導入粒子の中へ組み込まれる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的細胞の中へ導入するときには、レポーター遺伝子が標的細胞内の標的遺伝子プロモーターに動作可能にリンクするように、標的細胞が標的遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントが標的細胞中の標的遺伝子座内のレポーター遺伝子を統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
そのような一実施形態では、プロモーターを含まない細菌ルシフェラーゼ遺伝子ｌｕｘＡＢの上流のｍｅｃＡ遺伝子に相同である核酸配列から成るレポーター構築物を、黄色ブドウ球菌に特異的な、非複製的な形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１１０、形質導入粒子１６０、または同類のもの）の中へ組み込むことによって、ＭＲＳＡレポーターシステムを開発することができる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的黄色ブドウ球菌細胞の中へ導入するときに、レポーター遺伝子が標的細胞内のｍｅｃＡ遺伝子プロモーターに動作可能にリンクするように、標的細胞が標的ｍｅｃＡ遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントがｍｅｃＡ遺伝子座内のｌｕｘＡＢ遺伝子を標的細胞に統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子１１０、形質導入粒子１１０内に含有される核酸分子、及び／または該形質導入粒子と関連付けられるレポーターシステムは、２００８年４月１８日に米国特許出願公開第２０１０／０１１２５４９号、名称「Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」で示され、説明される組み換えバクテリオファージの部分のいずれかを含むことができ、該米国特許出願公開は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
試料Ｓは、場合により、標的細菌、例えば、ヒトの鼻腔用綿棒、血液、尿、獣医学的試料、食品試料、及び／または環境試料を含有する、任意の試料とすることができる。いくつかの実施形態において、試料Ｓは、いかなる調製も必要としない、例えばいかなる分離または洗浄ステップも必要としない供給源から得られるような、生試料とすることができる。したがって、システム１００及び該システムと関連付けられ方法は、均質である。いくつかの実施形態において、試料Ｓは、低負荷の標的細胞（例えば、ＭＲＳＡ検出のための鼻腔用綿棒）を含むことができる。そのような試料とともに使用されるとき、システム１００及び該システムと関連付けられる方法は、細胞複製を促進するための加熱及び／または保温期間を含むことができ、それは、例えば最小の信号閾値よりも大きい信号を発生させるために、レポーター分子１３０のより高い生成をもたらす。
他の実施形態において、試料Ｓは、より高い負荷の標的細胞（例えば、陽性細菌の血液培養）を有することができる。そのような事例では、標的細胞を同定するのに十分な陽性信号を生成するために、細胞複製を必要としない。いくつかのそのような実施形態において、試料は、所定の期間、例えば、ほぼ４時間未満にわたって、特定の条件に維持すること、例えば、ほぼ室温、摂氏２５度、または摂氏３７度以上の温度に維持することができる。そのような実施形態において、試料Ｓが維持される温度及び期間は、生成されるレポーター分子１３０の量が、細胞複製とは無関係に、測定可能な信号を発生させるのに十分である程度である。そのような実施形態において、試料は、より長い期間、例えば、６時間、８時間、最長で１８時間、またはさらに長い時間にわたって、所定の温度に維持することができる。
いくつかの実施形態において、第１の試薬、例えば、標的細胞を生存可能な状態に維持するための、細菌細胞の成長を促進するための、または類似することのための、細菌の栄養培地もしくは成長培地（例えば、最小の必須培地）及び／もしくは適切な緩衝剤（例えば、Ａｍｉｅｓ、ＰＢＳ、ＴＲＩＳ、ＨＥＰＥＳ等）を含有し得る、第１容器１２０。いくつかの実施形態では、例えば生存細胞検定が意図されるときに、抗生物質、例えばセフォキシチンも、第１の試薬に含めることができる。本明細書で説明される方法のいずれかに従い、機器のいずれかを使用して、標的細胞を含有する試料Ｓを試料容器１２０に加え、その後に、形質導入粒子１１０を試料容器１２０に加えることができる。標的細胞が存在する場合、形質導入粒子１１０は、形質導入粒子１１０中に含有されるヌクレオチドが標的細胞、例えば宿主細菌の遺伝子と統合されるように、該形質導入粒子の中に含有される核酸配列を標的細胞の中へ移送する。いくつかの実施形態において、容器１２０は、試料Ｓを容器１２０の外側の領域から流体的に隔離するように構成される。そのような実施形態において、形質導入粒子１１０は、形質導入粒子１１０が試料Ｓに混合される前に、該試料から流体隔離して維持される。いくつかの実施形態において、維持することは、信号を生成するのに十分な複数のレポーター分子１３０の量が標的細胞の複製とは無関係に生成されるような期間にわたって試料Ｓを維持することを含むことができる。本明細書で説明されるように、混合することは、領域と容器１２０との間の隔離を維持しながら、形質導入粒子１１０を試料Ｓの中へ配置することを含む。
いくつかの実施形態において、容器１２０は、レポーター分子１３０と反応して、信号を生成し、信号の生成を触媒し、及び／または強化するように配合される、任意の追加的な試薬を含むように構成することができる。例えば、レポーター分子１３０は、ルシフェラーゼとすることができ、容器１２０は、信号の生成によって検出することができる発光反応をトリガーし、開始し、及び／または触媒するように配合されるアルデヒド試薬を含有するように構成することができる。いくつかの実施形態において、試薬は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、６炭素アルデヒド（ヘキサナール）、１３炭素アルデヒド（トリデカナール）、及び／または１４炭素アルデヒド（テトラデカナール）を含むことができる。いくつかの実施形態において、容器１２０は、追加的な試薬が試料Ｓの中へ配置される前に、該追加的な試薬の試料Ｓからの流体隔離が維持されるように構成することができる。このようにして、追加的な試薬の試料Ｓの中への送達のタイミングを制御することができる。いくつかの実施形態において、システム１００は、検出可能な信号を誘発するために、任意の適切な時間に、及び／または任意の適切な様式で追加的な試薬を加えるための機構を含むことができる。例えば、本明細書でより詳細に説明されるように、いくつかの実施形態において、システム１００及び／または容器１２０は、所望のレベルの混合を促進するために、所定の速度（または流量）で追加的な試薬を試料Ｓの中へ搬送するための機構を含むことができる。
機器１４０は、レポーター分子１３０及び／またはレポーター分子１３０によって触媒される反応を検出するための任意の適切な機器とすることができる。例えば、機器１４０としては、光学的検出手段（例えば、光電子増倍管、蛍光光度計、分光計、横流検定に関する比色検出、撮像に基づく検出、ＣＣＤ、生物発光を検出するための発光検出器、比色または蛍光マイクロアレイ）、及び／または電気的検出手段（電気化学的な電流測定、電位差測定、伝導度測定、インピーダンス測定、及び／または任意の他の電気化学センサ）が挙げられる。
いくつかの実施形態において、システム１００及び／または該システムと関連付けられる方法は、標的細胞の任意の増幅を必要としない迅速な試験となるように構成することができる。本明細書で説明されるシステム１００及び方法を使用することで、形質導入粒子１１０からの核酸配列を含有する標的細胞が、検出することができる十分な量のレポーター分子１３０を生成するために、比較的短い時間、例えば、１時間、２時間、３時間、または４時間、最長で１８時間を必要とし得る。いくつかの実施形態において、システム１００は、試料Ｓの収集及び／または形質導入粒子１１０の追加の後に、閉鎖系となるように構成することができる。換言すれば、いくつかの実施形態において、容器は、試料Ｓを加えた後に、外部環境から流体隔離して維持される。これは、例えば、汚染の可能性を低減させることができる。上で説明されるように、システム１００は、生試料に適応させることができるので、システム１００及び該システムと関連付けられる方法は、試料Ｓから離れたいかなる洗浄または流体移送ステップも必要としない。したがって、システム１００は、操作し易く、高速で、安価であり、かつ容易に自動化することができる。いくつかの実施形態において、システム１００は、種々のレジーム、例えば、生存可能細胞のレポーティング、遺伝子のレポーティング、抗生物質に対する菌耐性及び／または感受性の測定、ならびに／または細菌毒素の検出等において動作するように構成することができる。システム１００と関連付けられる、及び／または該システムに対して相補的な構成要素及び方法の追加的な実施例がさらに説明される。
図２及び図３は、一実施形態による、システム１０００の概略図である。システム１０００は、任意の適切な実験室情報システム（ＬＩＳ）１９００に通信可能に連結されるように構成され、また、容器１７００を操作及び／または受け取るように構成される機器１１００を含む。システム１０００は、本明細書で説明される方法のいずれか等の、任意の適切な方法に従って、臨床環境で標的細胞を同定するために使用することができる。
容器１７００は、本明細書で説明される機器１１００または任意の他の機器によって操作及び／または作動させることができる、任意の適切な容器とすることができる。容器１７００は、矢印ＡＡで示されるように、その中に試料Ｓを配置することができる内部容積を画定する。いくつかの実施形態において、容器１７００は、試料Ｓと相互作用するための、容器１７００の内部容積の中に配置される溶液１７０２を含むことができる。溶液１７０２は、容器１７００によって画定される内部容積の中に予め配置するか、または試料Ｓが容器１７００の中へ搬送された後に加えることができる。溶液１７０２は、例えば、細菌が成長し、繁殖することを可能にするための細菌の栄養培地及び／または成長培地（例えば、未定義培地、合成培地、微分培地、最小培地、選択培地等）、ｐＨを維持するための緩衝剤（例えば、Ａｍｉｅｓ、ＰＢＳ、ＨＥＰＥＳ、ＴＲＩＳ、ＴＡＰＳＯ、Ｂｉｃｉｎｅ、ＭＥＳ、ＭＯＰＳ、トリシン、ＰＩＰＥＳ、ＳＳＣ、コハク酸等）、及び／または界面活性剤（例えば、Ｔｗｅｅｎ２０、Ｔｗｅｅｎ８０、ＴｒｉｔｏｎＸ、Ｘ−１１４、ＣＨＡＰＳ、ＤＯＣ、ＮＰ−４０、ＣＴＡＢ、ＳＤＳ等）を含むことができる。いくつかの実施形態において、溶液１７０２はまた、抗生物質（例えば、セフォキシチン、オキサシリン、セフォテタン、アモキシシリン、ペニシリン、エリスロマイシン、アジスロマイシン、セファロスポリン、カルバペネム、アミノグリコシド、スルホンアミド、キノロン、オキサゾリジノン等）を含むことができる。抗生物質を含むことで、例えば本明細書で示され、説明されるタイプの細菌細胞生存度検定及び／または感受性検定において、全ての薬剤感受性細菌からのレポーター分子からの信号の発現及び／または発生を停止させるまたは別様には防止することができる。
いくつかの実施形態において、溶液１７０２は、特定の標的細胞、例えば細菌の成長を強化する、遅滞期を短縮する、維持する、及び／または攻撃するように調整することができる。いくつかの実施形態では、特異的標的細胞及び／または試料に対して、特定のバージョンの溶液１７０２を用いることができる。例えば、溶液１７０２の第１の調製物は、ＭＲＳＡを含有する鼻腔用綿棒試料に対して調整することができ、溶液１７０２の第２の調製物は、大腸菌を含有する尿試料に対して調整することができ、溶液１７０２の第３の調製物は、クロストリジウム−ディフィシルを含有する排泄物試料に対して調整することができる、及び同類のことである。
容器１７００は、矢印ＢＢ（図２）で示されるように、形質導入粒子及び／または遺伝子操作したウイルスベクターを含有する第１の試薬１７１０を受け取るように構成することができる。いくつかの実施形態において、容器１７００はさらに、本明細書で説明される方法のいずれかの実装形態と関連して、任意の他の試薬を受け取ることができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１７１０及び／または任意の他の試薬を容器１７００の中に予め配置することができ、よって、例えば、試料Ｓが容器１７００の中に配置された後に、ベクター１７１０または任意の他の試薬を該容器に別々に加える必要はない。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子１７１０は、容器１７００のキャップまたは別個の部分（図示せず）に配置することができ、よって、輸送中、初期取り扱い中、または類似したことの間に、それぞれの溶液（例えば、溶液１７０２、試料Ｓ、及び形質導入粒子１７１０）を互いから隔離したままにすることができる。容器１７００はさらに、適切な時間に、それぞれの溶液を容器１７００の内部容積の中へ搬送するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、キャップは、所望の時間に機器１１００及び／またはユーザによって突き破ることができる脆弱部分を有することができる。例えば、脆弱部分は、プランジャを使用して、手動で押し潰して、または任意の他の適切な機構を使用して突き破ることができる。いくつかの実施形態において、容器１７００は、例えば、容器１７００が脆弱部分を有することができ、各部分が分離された流体を含有するように、多重部分の容器とすることができる。容器１７００は、流体を容器１７００に予め配置し、特定の時間に混合するよう促す一方で、容器１７００がいかなる流体移送経路、流体移送機構（例えば、電気泳動的移送、動電的移送、ポンプ等）、弁、及び／または任意の複雑な流体輸送スキームを含有しないように構成することができる。
容器１７００は、試料Ｓ内の標的細胞、例えば細菌の監視、同定、及び／または検出を可能にする様式で、試料Ｓを含有するための任意の適切な容器とすることができる。いくつかの実施形態において、容器１７００の少なくとも一部分は、例えば該容器に含有される内容物の視認及び／または光学的監視を可能にするために、実質的に透明とすることができる。容器１７００は、任意の好適なサイズまたは形状、例えば、円筒形、正方形、長方形、楕円形、円錐等とすることができる。容器１７００は、任意の適切な材料、例えば、ガラス、プラスチック、アクリル等から構築することができる。いくつかの実施形態において、容器１７００は、市販の容器、例えば、遠心分離管、Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ（登録商標）管、ガラスバイアル、平底バイアル／管、丸底バイアル／管、または任意の他の適切な容器とすることができる。いくつかの実施形態において、容器１７００はまた、追加的な構成要素、例えば、患者試料を収集するための綿棒、容器１７００を雰囲気から保護するための、及び／または検定試薬を含有するキャップ、同定のためのラベル、バーコード、ＲＦＩＤタグ等を含むことができる。
試料Ｓ及び本明細書で説明される任意の他の試料は、標的細胞、例えば細菌を潜在的に含有し得る、任意の適切な試料Ｓとすることができる。例えば、試料Ｓは、ヒトの試料（例えば、鼻腔用綿棒、粘膜綿棒、唾液試料、血液試料、尿試料、糞便試料、組織生検、骨髄液、及び／または脳脊髄液）、獣医学的試料、食品試料、植物試料、及び／または環境試料とすることができる。いくつかの実施形態において、試料Ｓは、生で実質的に未処理の試料とすることができる。そのような実施形態において、システム１０００（容器１７００及び／または機器１１００を含む）は、システム１０００と関連付けられ、関連して説明される方法を実行するために、試料に対するいかなる修正も必要としないように構成される。しかしながら、他の実施形態において、試料Ｓは、軽微な処理、例えば、濾過、沈殿、または適切な試料を生成するために必要とされる任意の他の過程を受けることができる。そのような処理は、機器１１００の任意の適切な機構によって行うことができる。
形質導入粒子及び／または遺伝子操作したウイルスベクター１７１０、ならびに本明細書で開示される形質導入粒子及び／またはベクターのいずれかは、標的細胞を特異的に同定し、それに結合し、そして、本明細書で説明される機能を行うことができる、任意の適切な形質導入粒子とすることができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１７１０は、バクテリオファージから誘導することができる。適切な形質導入粒子１７１０の例としては、例えばＴ２、Ｔ４、Ｔ７、Ｔ１２、Ｒ１７、Ｍ１３、ＭＳ２、Ｇ４、ｐ１、腸内細菌ファージＰ４、ＰｈｉＸ１７４、Ｎ４、シュードモナスファージ、ラムダファージ、及び／または任意の他のベクターから生物学的に誘導されるベクターが挙げられる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１７１０は、ベクター１７１０が誘導されるファージからの修飾ＤＮＡを含む。いくつかの実施形態において、生物学的に誘導された形質導入粒子１７１０は、該形質導入粒子が誘導されたファージと関連付けられる任意のＤＮＡを含まない。換言すれば、形質導入粒子１７１０、例えばベクターは、形質導入粒子１７１０が誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型ＤＮＡを欠いている。いくつかの実施形態において、任意のファージＤＮＡの欠如は、形質導入粒子１７１０が再生する、複製する、または、増殖する能力を取り除く。換言すれば、細菌を感染させた後に、形質導入粒子１７１０及び／または標的細菌の溶菌サイクルも、溶原サイクルも、形質導入粒子１７１０を繁殖または増幅させることができない。同様に前述のように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子及び／または遺伝子操作したウイルスベクター１７１０は、非複製的であり、すなわち、溶菌複製または溶原複製を受けることができない。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子及び／または遺伝子操作したウイルスベクター１７１０は、遺伝子操作した分子、例えば組み換えＤＮＡ、ＲＮＡ、核酸配列、ヌクレオチド、プラスミド、リボザイム、アプタマー、及び／またはタンパク質を含むように、及び／または担持するように配合する、選択する、及び／または遺伝子操作することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１７１０は、生存可能な標的細菌、例えば、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニアの存在を特異的に同定し、検出するように構成することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１７１０は、細菌、例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）、大腸菌、サルモネラ菌、クロストリジウム−ディフィシル、バンコマイシン耐性腸球菌（ＶＲＥ）、または任意の他の細菌の遺伝子型及び／または表現型を示す、特異的遺伝子標的及び他の分子標的を含む細菌遺伝子型を特異的に同定するように構成することができる。そのような一実施形態において、プラスミドは、標的細菌のＤＮＡと関連付けられる特異的遺伝子配列に相同である、核酸分子を含むことができる。例えば、形質導入粒子１７１０は、ＭＲＳＡで、例えば（上で説明されるように）ＭＲＳＡの検出のための検定で見られるｍｅｃＡに相同な核酸配列を組み込むプラスミドを含むように遺伝子操作する、及び／または構成することができる。
形質導入粒子１７１０はさらに、検出可能なレポーター分子１７３０を発現するための遺伝子及び／または核酸分子を含有するように構成することができる。レポーター分子１７３０は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質、比色検出に適切な酵素、免疫検出に適切なタンパク質、免疫検出に適切なペプチド、またはアプタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか１つとすることができる。いくつかの実施形態では、レポーター分子１７３０が検出可能な信号を生成するのを促すために、試薬（または基質（図２及び図３で示さず））を溶液１７０２に加えることができる。例えば、いくつかの実施形態において、検出することができる発光反応をルシフェラーゼが触媒することができるように、トリデカナールを加えることができる。いくつかの実施形態では、例えば複数の細菌を同時に検出するために、２つの別個の標的細胞に対して特異的な２つ以上の形質導入粒子１７１０を、同じ試薬において同時に使用することができる。
機器１１００は、検出器１２００を含み、また、容器１７００を受け取り、操作して、及び／または取り扱って、試料Ｓ、溶液１７０２、及び／または形質導入粒子１７１０を搬送し、混合し、及び／または加え、そして、試料Ｓ内の成分を検出及び／または同定するように構成される。特に、機器１１００は、容器１７００を取り扱う／操作するための任意の適切なシステム／機構（図２及び図３で示さず）を含むことができる。例えば、機器１１００は、容器１７００を着脱可能に受け取るための差込口、ラック、バイス、ジョー、把持部、または任意の他の適切な機構を含むことができる。いくつかの実施形態において、機器１１００は、容器１７００の構成を操作及び／または変更するための機構を含むことができる。例えば、機器１１００は、プランジャ、コンベアベルト、（例えば、Ｘ／Ｙ／Ｚ面で容器１７００を移動させ、位置付けるための）ステッパモータ、ローラー、シェーカー、クランプ、Ｘ／Ｙ可動テーブル、エンコーダ、容器１７００を位置付けるまたは操作するための任意の他の機器類、またはそれらの組み合わせを含むことができる。例えば、容器１７００は、コンベアベルトを介して容器１７００を機器１１００の中のある場所に輸送することができる、機器１１００に含まれる差込口に配置することができ（例えば、図３を参照されたい）、該機器では、検出器１２００が、容器１７００と相互作用し、そして、標的細胞（例えば、細菌）の存在を示すレポーター分子１７３０によって生成される信号を検出することができる。いくつかの実施形態において、機器１１００は、検出器１２００によって信号が検出されているときに、把持部が容器１７００の移動を防止及び／または制限するように構成される、把持部及びアクチュエータ機構を含むことができる。このようにして、機器１１００は、容器１７００を検出器１２００から所定の距離に保持し、維持することによって、信号雑音を最小にすることができる。さらに、そのような機構は、例えば流体を容器１７００の一方の部分からもう一方の部分まで搬送するために、アクチュエータが容器１７００を作動させるときに、容器１７００の位置を維持することを確実にすることができる。
いくつかの実施形態において、容器１７００及び／または機器１１００はまた、容器１７００を遮光するために、遮光機構、例えばシャッターも含むことができる。このようにして、機器は、周囲光が、レポーター１７３０によって生成される信号に干渉することを制限及び／または防止することができる。そのようなシステムはまた、信号検出中の容器１７００の任意の望ましくない運動を制限及び／または防止することもできる。いくつかの実施形態において、容器１７００及び機器１１００は、容器１７００の搬入、機器１１００による容器１７００の取り扱い／操作、及び検出器１２００による信号検出を含む過程全体が閉じた過程で起こるように構成される。換言すれば、機器１１００による容器１７００における細菌の検出は、容器１７００を開口することなく行うことができ、機器の中に流体ハンドラまたは任意の試薬を必要とせず、また、いかなる試料の操作も必要としない。
図２及び図３では、容器１７００が１つだけ示されているが、他の実施形態において、機器１１００は、一連の容器１７００を受け取るように構成することができる。例えば、機器１１００は、容器ラックまたはマガジンを含むことができ、その中に、ユーザは、分析のための複数の試料Ｓを含有することができる複数の容器１７００を着脱可能に配置することができる。いくつかの実施形態において、容器１７００は、バッチ過程において機器１１００に搬入することができる。他の実施形態において、容器１７００は、「流通」過程において機器１１００に送達することができる。例えば、容器１７００は、複数の容器１７００を機器１１００の読み取り装置に順次的に送達することができるコンベアベルト上に配置することができる。いくつかの実施形態において、機器１１００は、自動化することができ、また、「ウォークアウェイ」分析のために構成することができる。例えば、ユーザは、機器１１００上に及びウォークアウェイで、分析のための複数の容器１７００を搬入することができる。機器１１００は、容器１７００の操作、及び全ての容器１７００関する検出を自動的に行うことができる。
検出器１２００は、レポーター分子１７３０によって生成される信号を検出することができる、任意の適切な検出器とすることができる。例えば、検出器１２００は、例えば（例えば、ＧＦＰ等の蛍光レポーター分子を検出するための）蛍光検出器、（例えば、ルシフェラーゼ等のレポーター分子によって生成される生物発光を検出するための）発光検出器、（例えば、ＨＲＰ等のレポーター酵素によって生成される有色沈殿物を検出するための）色検出器等の光検出器、分光計、及び／または画像取り込みデバイスとすることができる。いくつかの実施形態において、検出器１２００はさらに、検出のための機構と関連付けられる光源を含むことができる。主に光検出に基づくように説明されているが、いくつかの実施形態において、検出器１２００は、電気化学検出器とすることができる。例えば、検出器１２００は、レポーター分子１７３０によって生成される電流、電圧、または伝導度、抵抗／インピーダンスの変化を検出するように構成される、電流測定検出器、電位差測定検出器、伝導度測定、及び／またはインピーダンス測定検出器を含むことができる。電気化学検出を用いるいくつかの実施形態において、検出器１２００は、試料Ｓ、溶液１７０２、形質導入粒子１７１０、レポーター分子１７３０、及び／またはレポーター分子から信号を誘導するために必要であり得る任意の他の基質を含有する試料溶液１７０６（図３）と物理的に接触するように構成することができる。
いくつかの実施形態において、検出器１２００は、他の検出方法、例えば、表面音響波、表面プラズモン共鳴、ラマン分光法、磁気センサ、及び／または当技術分野で知られている任意の他の適切な検出方法を使用することができる。いくつかの実施形態において、検出器１２００は、標的細胞の存在に関する質的回答、例えば、はい／いいえ回答だけを提供することができる。しかしながら、他の実施形態において、検出器１２００は、本明細書で説明される方法のいずれかに従って、標的細胞を定量化すること、例えば、試料Ｓ中の標的細菌のｃｆｕ／ｍｌを決定することができる。いくつかの実施形態において、検出器１２００は、例えば容器１７００上のラベルの柔軟な配置を可能にするために、エンドリードシステムを含むことができる。いくつかの実施形態において、エンドリードシステムは、例えば光学機器及び／または背景信号の干渉を最小にするために、容器１７００の透明端部と検出器との直接接触を含む。いくつかの実施形態において、検出器１２００は、入射光源を欠いている。換言すれば、容器１７００の中に配置される標的細胞によって生成されるレポーター分子１７３０からの信号を検出するために、いかなる外部光も必要としない。
いくつかの実施形態では、細菌等の標的細胞を同定及び／または検出するために、本明細書で説明されるシステム１００、１０００、または任意の他のシステムを使用することができる。特に、いくつかの実施形態において、システム１０００は、標的細胞を同定及び／または検出するために、複製欠損の形質導入粒子と併せて使用することができる。複製欠損の形質導入粒子を用いることによって、（例えば、溶菌サイクルからの細胞破壊によって引き起こされる）偽陰性の可能性が最小にされ、及び／または排除され、それによって、臨床設定に適切である結果を生成する。そのような方法は、例えば、病院におけるスクリーニングツールとして使用することができる。特に、図４は、一実施形態による、方法１５０のフローチャートである。
図４で示されるように、方法１５０は、１５２で、標的細胞と関連付けられる形質導入粒子を含む物質を試料と混合することを含む。同様に前述のように、形質導入粒子は、核酸分子に結合し、該核酸分子を標的細胞の中へ送達するように配合される。形質導入粒子は、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合される核酸分子を含むように遺伝子操作される。一連の形質導入粒子は、非複製的である。同様に前述のように、形質導入粒子は、溶原複製または溶菌複製ができないように配合及び／または遺伝子操作することができる。このようにして、標的細胞は、レポーター分子の生成中に維持される（すなわち、損なわれない、殺滅されない、または溶解されない）。したがって、方法１５０は、標的細胞が溶解されたときにもたらされ得る偽陰性の可能性を低減させ、及び／または排除し、それによって、レポーター分子の生成を防止する、及び／または低減させる。
形質導入粒子は、本明細書で示され、説明されるタイプの任意の適切な形質導入粒子とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、ウイルスベクターが誘導されたウイルスと関連付けられる野生型ウイルス機能を呈することができる野生型ＤＮＡを欠いた、遺伝子操作したウイルスベクターとすることができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、バクテリオファージから誘導されるように遺伝子操作することができる。例えば、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、核酸をウイルス及び／またはバクテリオファージの構造成分の中へパッケージングすることによって開発することができ、パッケージングした核酸は、複製が溶菌経路を介するか、溶原経路を介するかに関わらずウイルス及び／またはバクテリオファージが複製することを可能にする、生来のウイルス及び／またはバクテリオファージ機能を呈することを欠いている。
一実施形態では、ｐａｃ型プロファージのｐａｃ部位を含有する小さいターミナーゼ遺伝子が削除され、次いで、プラスミドを介して補完される、プラスミドパッケージングシステムを開発することができる。溶原化したプロファージの溶菌サイクルが誘導されるとき、バクテリオファージパッケージングシステムは、生来のバクテリオファージＤＮＡをパッケージングするのではなく、プラスミドＤＮＡを子孫バクテリオファージの構造成分の中へパッケージングする。したがって、パッケージングシステムは、プラスミドＤＮＡを担持する非複製的な形質導入粒子を生成する。
別の実施形態では、外因性核酸配列がバクテリオファージによってパッケージングされるように、ゲノムアイランド（ＧＩ）パッケージングシステムを活用することができる。これは、そのような外因性核酸配列をＧＩに組み込むことによって達成することができる。自然ＧＩパッケージングシステムは、非複製的なＧＩ含有形質導入粒子ならびに生来の複製ファージをもたらし、したがって、この過程から生来のファージを排除するために、プロファージの小さいターミナーゼ遺伝子が削除される。小さいターミナーゼ遺伝子配列は、生来のファージのｐａｃ部位配列を含有し、したがって、この削除は、生来のファージＤＮＡのパッケージングを防止する効果を有する。同時に、パッケージングされるＧＩが、それ自体のｐａｃ部位、及び適切な小さいターミナーゼタンパク質を発現する小さいターミナーゼ遺伝子を含む場合、ＧＩのＤＮＡだけがこのシステムにおけるパッケージングに従う。外因性ＤＮＡをこのシステムに組み込むことによって、ＧＩのＤＮＡ及び外因性ＤＮＡを組み込む非複製的な形質導入粒子を生成することができる。
いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、該形質導入粒子中に含有される核酸分子に特異的に結合して、該核酸分子を生存細胞の中へ移送するように選択すること、遺伝子操作すること、及び／または配合することができる。例えば、形質導入粒子は、核酸分子に結合し、該核酸分子を任意の細菌、例えば、大腸菌、マイコバクテリウム、ブドウ球菌、リステリア、クロストリジウム、腸球菌、連鎖球菌、ヘリコバクター、リケッチア、ヘモフィルス、ゼノラブダス、アシネトバクター、ボルデテラ、緑膿菌、アエロモナス、アクチノバチルス、パスツレラ、ビブリオ、レジオネラ、桿菌、カロスリックス、メタノコックス、ステノトロホモナス、クラミジア、ナイセリア、サルモネラ、赤痢菌、カンピロバクター、及びエルシニアの中へ送達するように選択すること、遺伝子操作すること、及び／または生成することができる。
１５４で、試料及び一連の形質導入粒子は、試料が標的細胞を含むときに、一連のレポーター分子が生成されるように維持される。同様に前述のように、試料及び一連の形質導入粒子は、標的細胞が試料中に存在するときに、複数のレポーター分子を発現するように維持される。このようにして、レポーター分子の生成、及びその検出は、標的細胞が試料中に存在することを示す。より具体的には、形質導入粒子は、自律的にレポーター分子を生成せず、及び／またはレポーター分子を含まない。代わりに、形質導入粒子は、該形質導入粒子中に含有される核酸分子（すなわち、遺伝子操作したプラスミド）を標的細胞の中へ連通するように遺伝子操作され、構成され、及び／または配合される。標的細胞の中へ送達されると、標的細胞の自然転写及び翻訳機能を使用して、及び核酸分子に含まれるプロモーターに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子の発現を介して、レポーター分子が生成される。したがって、方法１５０は、「切り替え可能な」レポーターを用いるが、それは、レポーター分子が生成されるような条件になる（例えば、標的細胞が存在する）まで、いかなる量のレポーター分子も試料中に存在しないことを意味する。特に、方法１５０は、「切り替え可能な」レポーター分子を用いるので、試料内の形質導入粒子及び／または他の成分のいかなる洗浄も、及び／または除去も不要である。レポーター分子は、細菌ルシフェラーゼ、真核ルシフェラーゼ、蛍光タンパク質、比色検出に適切な酵素、免疫検出に適切なタンパク質、免疫検出に適切なペプチド、またはアプタマーとして機能する、もしくは酵素活性を呈する核酸、のうちのいずれか１つとすることができる。
いくつかの実施形態において、方法１５０は、生存可能な細胞レポーター検定として使用することができる。方法１５０が生存可能な細胞レポーター検定として使用されるときに、いくつかの実施形態では、（例えば、細菌中の）全ての薬剤感受性標的細胞を殺滅及び／または排除し、それによって、方法１５０を、試料内の特定の標的細胞薬剤耐性表現型（例えば、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（ＭＲＳＡ）、サルモネラバンコマイシン耐性腸球菌（ＶＲＥ））を同定するために、抗生物質（例えば、セフォキシチン）を試料に加える、及び／または該試料と混合することができる。
例えば、いくつかの実施形態では、方法１５０に従ってＭＳＳＡ／ＭＲＳＡレポーター検定を開発することができる。そのような実施形態では、非複製的な形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１１０、形質導入粒子１６０、または同類のもの）が黄色ブドウ球菌特異的バクテリオファージから開発され、そして、構成的プロモーターの制御下で、細菌ルシフェラーゼ遺伝子ｌｕｘＡＢが組み込まれる。この形質導入粒子が試料と混合され（動作１５２）、したがって、レポーターシステムを黄色ブドウ球菌の中へ組み込んだときに、構成的プロモーターは、動作１５４及び１５８を参照して下で論じられるように、生存可能な黄色ブドウ球菌の存在に関するレポーティングに適切なｌｕｘＡＢを発現することができる。加えて、形質導入粒子と黄色ブドウ球菌細胞とを混同する前にまたはそれと同時に、抗生物質セフォキシチンも加えた場合、細胞がｍｅｃＡ遺伝子を含有せず、発現しなければ、検定中にいかなるｌｕｘＡＢも発現せず、したがって、細胞がＭＳＳＡであることを示す。しかしながら、細胞がｍｅｃＡ遺伝子を含有し、発現した場合は、ｌｕｘＡＢが検定中に発現し、したがって、細胞がＭＲＳＡであることを示す。
他の実施形態において、核酸分子は、標的細胞が特定の標的遺伝子（例えば、薬剤耐性遺伝子、薬剤感受性遺伝子、毒素、または種特異的遺伝子）を含むときにだけ、標的細胞に一連のレポーター分子を生成させるように配合することができる。例えば、いくつかの実施形態において、方法１５０は、形質導入粒子及び／またはレポーターシステムと併せて行うことができ、該システムでは、プロモーターを含まないレポーター遺伝子が、標的遺伝子配列に相同である核酸配列の下流に配置され、このレポーター構築物が非複製的な形質導入粒子の中へ組み込まれる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的細胞の中へ導入するときには、レポーター遺伝子が標的細胞内の標的遺伝子プロモーターに動作可能にリンクし、標的遺伝子プロモーターによって駆動されるレポーター遺伝子の発現を可能にするように、標的細胞が標的遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントが標的遺伝子座内のレポーター遺伝子を標的細胞に統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
そのような一実施形態では、プロモーターを含まない細菌ルシフェラーゼ遺伝子ｌｕｘＡＢの上流のｍｅｃＡ遺伝子に相同である核酸配列から成るレポーター構築物を、黄色ブドウ球菌に特異的な、非複製的な形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１１０、形質導入粒子１６０、または同類のもの）の中へ組み込むことによって、ＭＲＳＡレポーターシステムを開発することができる。形質導入粒子がレポーター構築物を標的黄色ブドウ球菌細胞の中へ導入するときに、レポーター遺伝子が標的細胞内のｍｅｃＡ遺伝子プロモーターに動作可能にリンクし、ｍｅｃＡ遺伝子プロモーターによって駆動されるｌｕｘＡＢの発現を可能にするように、標的細胞が標的ｍｅｃＡ遺伝子を含有し、相同な組み換えイベントがｍｅｃＡ遺伝子座内のｌｕｘＡＢ遺伝子を標的細胞に統合しない限り、レポーター遺伝子は、発現しない。
その中に形質導入粒子が混合された試料は、レポーター分子の生成及び／または試料内の標的細胞の成長を促進するために、任意の適切な温度に、任意の適切な時間にわたって維持することができる。例えば、いくつかの実施形態において、試料及び形質導入粒子は、それらの間の範囲を含めて、２時間未満、２時間、３時間、４時間、６時間、最長で１８時間、またはさらに長い、所定の期間にわたって、室温以上、摂氏２５度、摂氏３７度の温度に維持される。このようにして、試料を所定の期間にわたって所定の温度に維持することは、測定可能な信号を生成するのに十分な一連のレポーター分子の量を発生させるのに十分である。いくつかの実施形態において、維持することは、試料中に最初に存在する標的細胞におけるレポーター分子の生成を促進するのに十分であることだけしか必要としない。換言すれば、いくつかの実施形態において、検出動作の前に試料を維持する条件（例えば、温度及び／または期間）は、繰り返し可能な標的細胞複製を促進するのに十分である必要はない。
いくつかの実施形態において、本方法は、随意に、１５６で、第２の物質を試料の中へ配置することを含む。第２の物質は、一連のレポーター分子と反応して、例えば発光信号、蛍光信号、色に基づく信号、化学信号、または電気化学信号等の測定可能な信号の生成を触媒する、強化する、及び／または該信号を生成するように配合することができる。例えば、いくつかの実施形態において、核酸分子は、生成されるレポーター分子をルシフェラーゼとすることができるように、ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ配列を含むことができる。そのような実施形態において、第２の物質（または試薬）は、アルデヒド試薬（例えば、トリデカナール）とすることができる。トリデカナールは、測定することができる発光をルシフェラーゼが生成するのを促す。いくつかの実施形態において、試薬は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、６炭素アルデヒド（ヘキサナール）、１３炭素アルデヒド（トリデカナール）、及び／または１４炭素アルデヒド（テトラデカナール）を含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬配合物はまた、維持培地及び／または緩衝剤、例えばＴＳＢブロス、クエン酸塩緩衝剤等、界面活性剤、例えばＴｗｅｅｎ２０も含むことができ、また、所定のｐＨ、例えばｐＨ３に調整することができる。
１５８で、一連のレポーター分子の量と関連付けられる信号を受け取ることによって、標的細胞の同定が行われる。信号は、本明細書で説明されるような任意の適切な検出器、例えば、上で説明される機器１１００の検出器１２００、下で説明される機器１１０００の検出器１１２００、または同類のものを使用して測定することができる。いくつかの実施形態において、信号の大きさは、試料と混合される形質導入粒子の量とは無関係である。より具体的には、形質導入粒子がレポーター分子で「標識され」ないので（すなわち、形質導入粒子がレポーター分子を含まない）ので、信号の強度は、形質導入レポーターの最初の量に依存せず、標的細胞によるレポーター分子の生成に依存する。したがって、信号は、（量が、ある僅少な量またはより低い閾値を超えたときに）形質導入粒子の量とは無関係である。
方法１５０のステップのいずれかは、本明細書で説明される容器及び／または機器のいずれかを使用して行うことができる。例えば、方法１５０は、容器１７００、２７００、３７００、４７００等、及び機器１１００、１１０００または同類のものを使用して行うことができる。例えば、いくつかの実施形態において、試料は、容器の外側の領域から流体的に隔離される容器の一部分内に配置することができる。例えば、試料は、試薬モジュール（例えば、試薬モジュール３７４０または４７４０）を介して封止及び／または閉鎖される、反応チャンバ（例えば、それぞれ、容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２、または容器アセンブリ４７００の反応チャンバ４７３２）の中に配置または維持することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子はまた、例えば容器アセンブリの内部容積（例えば、試薬モジュール３７４０または４７４０）において混合する前に、試料から流体隔離して維持され得る。いくつかの実施形態において、混合することは、容器と外側の領域との間の流体隔離を維持しながら、形質導入粒子を試料の中へ配置することを含む。このようにして、本方法は、閉鎖系及び／または均質な検定において行うことができる。いくつかの実施形態において、試薬はまた、配置する前、例えば容器の内部容積に貯蔵される前に、試料から流体隔離して維持することもできる。いくつかの実施形態において、試薬はまた、容器と外側の領域との間の流体隔離を維持しながら、試料の中へ配置することもできる。
いくつかの実施形態では、細菌の薬剤耐性株を同定及び／または検出するために、システム１０００及び／または方法１５０（または本明細書で説明される任意の他のシステム及び方法）を使用することができる。いくつかの実施形態において、一実施形態による方法は、特定の標的細菌と関連付けられるウイルスベクター及び／または形質導入粒子を使用して、同定方法として、細菌生存性を使用することができる。より具体的には、いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、検出機能を行うように遺伝子操作される、選択される、及び／または配合される、生物学的に誘導されたウイルスベクターとすることができる。例えば、図５で示されるように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子１６０は、本明細書の方法及び説明のいずれかに従って、バクテリオファージから誘導することができる。同様に前述のように、形質導入粒子１６０は、バクテリオファージからの構造タンパク質及び／またはエンベロープを含むことができる。特に、形質導入粒子１６０は、（例えば、シース１６４、テールファイバー１６６、及び／または基板１６８を介して）標的細菌に結合する能力を保持するように遺伝子操作されるファージのカプシド１６２を含むように遺伝子操作することができる。このようにして、形質導入粒子１６０は、核酸分子１７０を選択的に同定し、該核酸分子に結合し、そして、該核酸分子を所望の標的細菌の中へ送達することができる。
図５で示されるように、形質導入粒子１６０は、標的細胞に複数のレポーター分子を生成させるように配合される、核酸分子１７０を含有する。いくつかの実施形態において、形質導入粒子１６０及び／または核酸分子１７０は、形質導入粒子１６０が誘導されるファージの生来のＤＮＡを実質的に欠いている。同様に前述のように、形質導入粒子１６０が、遺伝子操作したプラスミドまたは核酸分子１７０と置き換えられるファージのＤＮＡ。換言すれば、形質導入粒子１６０は、形質導入粒子１６０が誘導されるファージと関連付けられる、複製機能等の野生型ウイルス機能を呈することができる野生型ＤＮＡを実質的に欠いている。したがって、そのような実施形態において、形質導入粒子１６０は、「複製欠損性」であるか、またはいかなる手段によっても（例えば、溶原複製及び／または溶菌複製によって）再生もしくは複製することができない。
図５で示されるように、形質導入粒子１６０中の遺伝子操作した核酸分子１７０は、標的細菌がレポーター分子を発現する命令を提供するレポーター配列１７４を含有する。例えば、レポーター配列１７４は、ルシフェラーゼを発現するための、プロモーターを含まない配列ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢを含むことができ、それは、形質導入粒子１６０によって自律的に発現することができない。むしろ、ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ配列が、形質導入粒子１６０によって標的細菌の中へ挿入され、そして、標的細菌ＤＮＡと動作可能に連結された後に、レポーター分子、すなわちルシフェラーゼを発現するように、標的細菌の自然転写機構が使用される。他の実施形態において、レポーター配列１７４はまた、ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ配列とともに含まれるプロモーターも含むことができる。そのような実施形態において、形質導入粒子１６０によってプロモーター連結ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ配列が標的細菌の中へ挿入された後に、プロモーター連結ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ配列は、標的細菌ＤＮＡと連結することなく、ルシフェラーゼを発現することができる。
本明細書で説明されるように、いくつかの実施形態において、形質導入粒子１６０は、生菌の存在に関してレポーティングするように遺伝子操作することができる。そのような実施形態において、形質導入粒子１６０は、標的細菌を同定及び／または認識し、それに取り付け、そして遺伝子操作した核酸１７０を標的細菌の中へ連通するように遺伝子操作される。標的細菌の中へ搬送されると、遺伝子操作した核酸１７０は、遺伝子操作した核酸内のレポーター遺伝子（例えば、本明細書において上で説明されるようなレポーター配列ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ）に動作可能にリンクされるプロモーターの組み込みのため、レポーター分子を生成することができる。次いで、遺伝子操作した核酸１７０は、標的細菌の自然転写及び翻訳システムを使用して、標的細菌にレポーター分子を生成させる。そのような生存可能な細胞レポーターの実施形態では、全ての他の表現型を排除することによって、さらなる特異性を達成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、ＭＲＳＡは、抗生物質を使用することによって試料内の全ての非薬剤耐性表現型からの信号発生を停止させるか、または別様には抑制することによって、細胞生存性検定において同定することができる。
図６で概略的に示されるように、任意の試料Ｓ中の標的細菌１８０を検出するために、形質導入粒子１６０を使用することができる。第１の動作（概略図１９２によって示される）において、形質導入粒子１６０は、標的細菌１８０を含有する試料Ｓと接触する、及び／または混合される。形質導入粒子１６０は、本明細書で説明されるように、任意の適切な方法または機構を使用して、試料Ｓと混合する、及び／または該試料の中へ導入することができる。形質導入粒子１６０は、矢印Ａで示されるように、標的細菌１８０の細胞壁を特異的に同定し、該細胞壁に結合するように選択され、配合され、及び／または遺伝子操作される。動作１９４で、形質導入粒子１６０は、矢印Ｂで示されるように、該形質導入粒子中に含有される遺伝子操作した核酸１７０を標的細菌１８０の細胞質の中へ連通する。いくつかの実施形態において、生存可能な細胞のレポーティングが行われるときに、遺伝子操作した核酸１７０は、動作１９６で示されるように、プロモーターに連結され、標的細胞１８０におけるレポーター分子の生成を引き起こすように構成される、レポーター配列１７４（例えば、ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ）を含むことができる。
レポーター分子１３０の存在は、標的細菌１８０が試料Ｓ中に存在することを示す。故に、レポーター分子１３０は、「切り替え可能」である（すなわち、ある特定の条件下でだけ存在する）。さらに、いくつかの実施形態において、形質導入粒子１６０が非複製的である（すなわち、溶菌複製または溶原複製ができない）ので、標的細菌１８０は、検定中に、生きた状態または別様には抑制されない状態を維持する。したがって、本明細書で説明されるシステム及び方法は、生きた細菌を検出するために使用することができる。さらに、図６では示されていないが、例えば形質導入粒子１６０を加える前に、抗生物質（例えば、セフォキシチン）を試料Ｓに加えることができる。抗生物質は、抗生物質耐性株（例えば、ＭＲＳＡ）だけが試料Ｓにおいて生存可能な状態を維持するように、全ての非抗生物質耐性細菌（例えば、ＭＳＳＡ）を排除または別様には抑制することができる。このようにして、抗生物質耐性細菌、例えば標的細菌１８０だけが、検出可能な信号を生成することができる。
いくつかの実施形態において、レポーター分子１３０によって生成される信号は、（量が、ある僅少な値または所定の量を超えたときに）試料と混合される形質導入粒子１６０の量とは無関係である。これは、図７Ａ及び７Ｂによって例示される。図７Ａは、標的細菌１８０を含有し、一連の形質導入粒子１６０と混合した、試料Ｓの概略図を示す。形質導入粒子１６０の一部分は、試料Ｓ中の標的細菌細胞１８０に結合され、よって、上で説明されるように、遺伝子操作した核酸１７０が標的細菌細胞１８０の中へ搬送される。次いで、遺伝子操作した核酸１７０は、（例えば、生存可能な細胞レポーター方法または遺伝子レポーター方法のいずれかを介して）レポーター分子の生成を媒介することができる。第１の期間Ｔ１の後に、標的細菌１８０によって第１の量のレポーター分子１３０が生成される。図７Ｂに示すように、第１の期間より長い第２の期間Ｔ２の後、レポーター分子１３０の数は、第１の量より多い第２の量にまで増大する。レポーター分子１３０は、形質導入粒子１６０によって標識されず、及び／または該形質導入粒子内に含有されないので、レポーター分子の量は、最初に試料Ｓと混合される形質導入粒子１６０の量とは実質的に無関係である。さらに、図７Ｂで示されるように、形質導入粒子１６０は、非複製的であり、第１の期間Ｔ１と第２の期間Ｔ２の間で、形質導入粒子１６０の量にはいかなる増加もない。形質導入粒子１６０は、溶菌複製ができないので、標的細菌の量にはいかなる増加もない。
図８は、生物学的試料中の生菌を同定する方法２００の一実施形態によるフローチャートである。方法２００は、本明細書で説明される容器のいずれか（例えば、容器１７００、２７００、３７００、４７００、または同類のもの）、ならびに本明細書で示され、説明される機器（例えば、機器１１００、１１０００）及び／または任意の構成要素のいずれかを使用して行うことができる。方法２００はまた、例えば形質導入粒子１６０等の、本明細書で説明される形質導入粒子及び／またはウイルスベクターのいずれかを使用して行うこともできる。より具体的には、下で説明される方法２００の動作は、試料及び／または試薬を外部条件に露出することなく、容器中で行うことができる。説明の目的で、方法２００は、図２〜図３を参照して上で示され、説明される容器１７００及び機器１１００によって行われるように説明される。
方法２００は、２０２で、標的細菌を含有し得る収集した試料、例えば患者の鼻腔用綿棒を容器に連通することを含む。いくつかの実施形態において、この動作は、随意とすることができる。例えば、いくつかの実施形態において、容器は、その中に予め配置された試料とともにユーザによって受け取ることができる。容器は、例えば容器１７００または本明細書で説明される任意の他の容器等の、任意の適切な容器とすることができる。容器は、容器の内側領域の中に配置される溶液を有することができる。溶液は、標的細菌の成長、標的細菌内のレポーター分子の生成、細菌の検出、または同類のことを容易にするために、例えば、細菌栄養培地、緩衝剤、界面活性剤、または任意の他の成分を含むことができる。いくつかの実施形態では、試料が容器の中へ搬送された後に、溶液を加えることができる。いくつかの実施形態では、要求に応じて及び／または閉鎖系環境において溶液を試料に連通できるように、溶液を、試料から隔離して、容器の中に、例えば容器の中の別個の区画または容器のキャップの中に予め配置することができる。
次いで、２０４で、容器が、例えば、キャップ、試薬モジュール、または同類のもので封止される。いくつかの実施形態において、シールは、区画、脆弱部分、試薬、アクチュエータ、及び／またはノズルを含むことができる、試薬モジュール（例えば、下で説明される試薬モジュール３７４０及び４７４０を参照されたい）によって形成することができる。いくつかの実施形態では、２０６で、抗生物質または一連の抗生物質が、随意に、容器の中に配置される試料に加えられる。抗生物質は、他の非標的細菌株、例えば非薬剤耐性株を殺滅し、よって、薬剤耐性株だけが生存するように選択及び／または配合することができる。このようにして、生成されるレポーター分子は、必然的に、残りの標的細菌株によって生成される。いくつかの実施形態において、抗生物質／一連の抗生物質は、容器の中に（例えば、溶液の中に）予め配置される。他の実施形態において、抗生物質／一連の抗生物質は、別個の区画に（例えば、容器アセンブリの本体またはキャップの中に）配置することができ、また、要求に応じて、もしくは所定の時間に、試料溶液の中へ連通することができる。
２０８で、形質導入粒子を含有する第１の試薬または物質が試料の中へ連通され、及び／または該試料と混合される。形質導入粒子は、例えば形質導入粒子１６０等の、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれかとすることができる。特に、形質導入粒子は、標的細菌がレポーター分子を発現する命令を提供するレポーター配列を含有する核酸分子を含む。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、溶液に加える必要はなく、むしろ、溶液の中に予め配置される。そのような実施形態において、形質導入粒子は、試料と混合されて、形質導入粒子による標的バクテリアの同定を可能にする。いくつかの実施形態において、例えば、形質導入粒子は、容器のキャップの別個の区画の中に配置され、そして、要求に応じて、または所定の時間に放出され、及び／または試料と混合される。
いくつかの実施形態では、２１０で、随意に、容器溶液を攪拌し、形質導入粒子と溶液とを効率的に混合して、相互作用を容易にすることができる。混合する方法としては、ボルテックス、手動振盪、かき混ぜ、もしくは同類のこと、（例えば、振盪テーブルを介した）自動撹拌、または任意の他の適切な撹拌方法が挙げられる。次いで、２１２で、容器が機器または機器の一部分の中に配置され、２１４で、所定の時間にわたって、及び／または所定の温度に維持される。そのような条件としては、例えば、試料を、２時間未満、ほぼ２時間、４時間、６時間、８時間、最長で１８時間、またはさらに長い時間にわたって、例えばほぼ摂氏３７度以下の温度に維持することが挙げられる。試料が維持される条件は、形質導入粒子が標的細菌に結合し、遺伝子操作した核酸を標的細菌に連通し、そして、レポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）の発現を促進することを可能にするように定義される。生存可能な細胞レポーターの実施形態において、遺伝子操作した核酸は、例えば細菌の薬剤耐性を与える遺伝子の存在にかかわらず、標的細菌の全てに導入することができる。例えば、特定の遺伝子型によって与えられる全ての他の表現型を排除し、例えば動作２０６を参照して上で説明されるように抗生物質を試料に加え、それによって、薬剤耐性遺伝子及び／または発現した薬剤耐性遺伝子型を欠いた細胞からの信号の発生を排除または別様には防止することによって、さらなる特異性を達成することができる。
いくつかの実施形態では、次いで、２１６で、レポーター分子からの信号の生成を強化する、触媒する、及び／または促進するために、試薬を試料の中へ連通させる。例えば、試薬は、レポーター分子による光信号の生成を触媒するように配合される基質とすることができる。そのような基質としては、レポーター分子と相互作用して、検出可能な信号、例えば発光を生成することができる活性成分、例えばトリデカナールが挙げられる。いくつかの実施形態において、基質は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、６−炭素アルデヒド（ヘキサナール）、１３−炭素アルデヒド（トリデカナール）、及び／または１４−炭素アルデヒド（テトラデカナール）を含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬は、Ｔｗｅｅｎ２０または他の界面活性剤、トリデカナールまたは他のアルデヒドを含むように配合し、そして、特定のｐＨに調整することができる。いくつかの実施形態において、基質は、容器の中に、例えば容器のキャップの中の隔離された区画の中に貯蔵することができ、また、要求に応じて、または所定の時間に、試料に送達することができる。
２１８で、任意の適切な検出器を使用して信号が検出される。検出器は、例えば、機器１１００に配置される検出器１２００、または下で示され、説明される検出器（ＰＭＴ）１１２００とすることができる。計測可能な信号が検出された場合は、標的細菌が試料中に存在する（２２０）。いかなる信号も検出されなかった場合は、試料が標的細菌を含まない（２２２）。
上で示され、説明される方法２００は、（例えば、随意に、非標的株を排除するために、抗生物質を含むことによって）生菌の検出及び同定に使用することができるが、他の実施形態において、方法は、遺伝子型によって細菌を選択的に同定及びまたは認識することができる、形質導入粒子及び／または遺伝子操作したウイルスベクターを含むことができる。換言すれば、形質導入粒子は、下で説明されるように、標的細菌内の遺伝子配列を認識及び／または同定した後にだけ、レポーター分子を条件付きで生成することができる。
形質導入粒子は、核酸分子１７０等の遺伝子操作した核酸分子をカプセル化し、標的細菌の中へ送達するように遺伝子操作することができる。いくつかの実施形態において、核酸分子は、標的遺伝子、レポーター遺伝子、及び任意の他の適切な調節遺伝子に相同である核酸配列を含むように遺伝子操作及び／または配合される。認識遺伝子は、例えば、標的細菌遺伝子の一部分に相同であり得、また、細菌遺伝子の一部分をプローブし、認識し、それ自体を細菌遺伝子に動作可能に連結し、そして、例えば相同的組み換えを使用して、標的遺伝子座内でのレポーター遺伝子の統合をもたらすように構成することができる。いくつかの実施形態において、レポーター遺伝子は、プロモーターのない遺伝子とすることができ、したがって、レポーター遺伝子を標的遺伝子座の中へ挿入した後に、それが標的遺伝子プロモーターに動作可能にリンクされた場合にだけ発現する。
いくつかの実施形態において、遺伝子操作した核酸分子は、特定の薬剤耐性細菌遺伝子型で存在する及び／またはそれに対して特異的な標的遺伝子の存在下で、条件付きで再結合するように配合及び／または構成することができる。例えば、図９は、一実施形態による、遺伝子操作した核酸分子５７０及び／またはＭＲＳＡに特異的なプラスミドの配合の概略図である。遺伝子操作した核酸配列５００は、プラスミド調節要素５７６（例えば、複製の起点等）、ｍｅｃＡ遺伝子断片５７２、ｌｕｘＡ遺伝子５７４ａ、ｌｕｘＢ遺伝子５７４ｂ、及び選択可能なマーカー（例えば、テトラサイクリン耐性遺伝子等）（図示せず）を含む。プラスミド調節要素５７６は、当技術分野で知られている、任意のプラスミド調節要素とすることができる。ｍｅｃＡ遺伝子断片５７２は、ｍｅｃＡ遺伝子のセグメントに相同である。細菌の内部へ入ると、ｍｅｃＡ遺伝子断片５７２は、ＭＲＳＡ遺伝子上のｍｅｃＡ配列をプローブ及び／または識別し、そして、ｍｅｃＡ遺伝子プロモーターをｌｕｘＡＢ遺伝子に動作可能にリンクする様式で、相同的組み換えを介した、レポーター遺伝子のｍｅｃＡ遺伝子座の中への統合を媒介することができる。いくつかの実施形態において、遺伝子操作した核酸５００は、任意の他の細菌、例えば大腸菌、サルモネラ、クロストリジウム−ディフィシル、ＶＲＥ等の任意の遺伝子配列に特異的な任意の他の認識配列、例えば、ｔｃｄＢ、ｖａｎＡ等を含むことができる。ｌｕｘＡ５７４ａ及びｌｕｘＢ５７４ｂ遺伝子はともに、レポーター分子のルシフェラーゼを発現するように、自然細菌転写及び翻訳サイクルによって制御することができる、レポーター遺伝子としての役割を果たす。いくつかの実施形態において、任意の他のレポーター遺伝子、例えば、酵素（例えば、グルコースオキシダーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ）または蛍光タンパク質（例えば、緑色蛍光タンパク質等）を発現するための遺伝子を使用することができる。
図１０は、形質導入粒子及び／または遺伝子操作したウイルスベクター、例えば遺伝子操作した核酸分子（例えば、核酸分子５７０）を含有する形質導入粒子１６０を使用して、細菌の遺伝子型を同定するための方法３００のフローチャートである。方法３００は、本明細書で説明される容器のいずれか、例えば容器１７００、２７００、３７００、４７００、及び同類のもの、ならびに、例えば機器１１００及び１１０００等の、本明細書で説明される任意の機器及びその構成要素を使用して行うことができる。
方法３００は、３０２で、形質導入粒子を試料に、例えば標的細菌遺伝子型を含有し得る鼻腔用綿棒に加えることを含む。試料は、例えば容器１７００等の容器の中に配置することができ、さらに、例えば細菌栄養培地、緩衝剤、及び／または界面活性剤等の溶液を含むことができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、試料を加える前に、溶液中に含めて容器の中に配置することができる。３０４で、形質導入粒子及び溶液が、形質導入粒子が試料中に存在する標的細菌を同定し、該標的細菌に結合するような条件下で維持される。次いで、３０６で、形質導入粒子が、遺伝子操作したプラスミドまたは遺伝子操作した核酸分子を標的細菌の中へ挿入する。
次いで、３０８で、本明細書で説明されるように、遺伝子操作した核酸分子の認識遺伝子部分、例えばｍｅｃＡ遺伝子断片が、相同配列について細菌ＤＮＡをプローブする。相同配列が存在する場合は、３１０で、遺伝子操作した核酸分子を、標的遺伝子の内因性プロモーターを伴うレポーター遺伝子配列の中へ挿入し、該レポーター遺伝子配列に動作可能に連結する。このようにして、３１２で、標的細菌が、その自然転写／翻訳過程を通して、レポーター分子、例えばルシフェラーゼを発現する。
次いで、３１４で、試料が、所定の時間にわたって、及び／または所定の温度に維持される。そのような条件としては、例えば、試料を、２時間未満、ほぼ２時間、４時間、６時間、８時間、最長で１８時間、またはさらに長い時間にわたって、例えばほぼ摂氏３７度以下の温度に維持することが挙げられる。試料が維持される条件は、形質導入粒子が標的細菌に結合し、遺伝子操作した核酸を標的細胞に連通し、そして、レポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）の発現を促進することを可能にするように定義される。
いくつかの実施形態では、次いで、３１６で、レポーター分子からの信号の生成を強化する、触媒する、及び／または促進するために、試薬が試料の中へ連通される。例えば、試薬は、レポーター分子による光信号の生成をトリガーするように配合される基質とすることができる。そのような基質は、本明細書で示され、説明されるタイプの任意の適切な基質とすることができる。３１８で、任意の適切な機器によって信号が検出される。試料が任意の他の細菌遺伝子型を含有する場合、認識遺伝子に相同な遺伝子配列は、細菌ＤＮＡ中に存在しない。故に、細菌ＤＮＡによる形質導入粒子ＤＮＡのいかなる相同的組み換えもなく、レポーター分子は、生成されない。したがって、３１６で、基質を試料溶液に加えることは、試料が標的細菌遺伝子型を含有しないことを示す、いかなる検出可能な信号も生成しない。
図１１は、遺伝子型の同定及び標的細菌の検出のための方法３００の部分概略図を示す。図１１で示されるように、試料Ｓ中に存在し得る標的細菌６８０の特定の遺伝子型を検出するために、形質導入粒子６６０を試料Ｓに加え、及び／または該試料と混合した。第１の動作（概略図６９２によって示される）では、形質導入粒子６６０を、標的細菌６８０を含有する試料Ｓと接触させる。形質導入粒子６６０は、矢印Ｃで示されるように、標的細菌６８０の細胞壁を特異的に同定し、該細胞壁に結合することができる。次いで、形質導入粒子６６０は、矢印Ｄで示されるように、遺伝子操作した核酸またはその中に含有されるプラスミド６７０を標的細菌６８０の細胞質の中へ連通する（動作６９４を参照されたい）。
遺伝子操作した核酸６７０は、例えば核酸分子５７０等の、本明細書で説明される遺伝子操作した核酸分子のいずれかとすることができる。特に、遺伝子操作した核酸分子６７０は、標的細菌６８０のＤＮＡ６８２中の標的遺伝子６８４を認識するように遺伝子操作及び／または配合される、認識配列６７２を含む。遺伝子操作した核酸はまた、レポーター遺伝子配列６７４（例えば、レポーター配列ｌｕｘＡ／ｌｕｘＢ）も含む。標的細菌６８０が標的遺伝子６８４を含有する場合、遺伝子操作した核酸６７０は、標的遺伝子６８４を認識し、そして、レポーター遺伝子配列６７４を標的遺伝子６８２プロモーターと動作可能にリンクする様式で、レポーター遺伝子配列６７４を標的遺伝子座の中へ挿入する（動作６９６を参照されたい）。例えば、遺伝子操作した核酸６７０は、ＭＲＳＡのＤＮＡ上のｍｅｃＡ配列に特異的な認識配列６７２を含むことができる。最終動作（概略図６９８を参照されたい）では、標的細菌６８０の転写及び翻訳機構が、レポーター配列６７４を符合化する遺伝子を読み取り、そして、レポーター分子６３０を生成する。標的遺伝子６８４が存在しない場合、組み換えは起こらず、レポーター分子６３０を発現しない。したがって、レポーター分子６３０の存在は、標的遺伝子が試料Ｓ中の生菌６８０中に存在することを示す。形質導入粒子６６０は、非複製的であり、また、溶菌複製または溶原複製ができないので、標的細菌６８０は、検定中、生きたままである。したがって、本明細書で説明されるシステム及び方法は、生きた細菌内の遺伝子を検出するために使用することができる。
いくつかの実施形態において、システム１０００及び／または本明細書で開示される方法のいずれかは、溶液（例えば、栄養培地、緩衝剤、界面活性剤）、形質導入粒子、遺伝子操作したウイルスベクター等の生物学的ベクター、ポリマー、リポソーム、もしくはウイルス様粒子から成る非生物学的ベクター、及び／または試薬（例えば、基質、抗生物質等）の試料の中への連通を容易にするように構成される容器を含むこと、及び／または該容器とともに行うことができる。例えば、図１２〜図１４は、それぞれ、第１の構成、第２の構成、及び第３の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ１７００を示す。１つ以上の容器アセンブリ１７００は、容器アセンブリ１７００を操作して、作動させて、及び／または該容器アセンブリと相互作用して、本明細書で説明される標的細胞の同定と関連付けられる方法を行うように構成される、本明細書で開示されるタイプの任意の適切な機器（例えば、下で説明される機器１１０００を参照されたい）内に配置することができる。容器アセンブリ１７００は、検定中に取り扱う試料の量を制限することによって、試料の効率的で正確な診断試験を可能にする。さらに、容器構成要素（例えば、反応チャンバ１７３２及び試薬モジュール１７４０）のモジュール配設は、それぞれが異なる試薬及び／または配合物を含有する任意の数の異なる試薬モジュール１７４０を、異なるタイプの標的細胞を検出するために交換可能に使用することを可能にする。この配設はまた、下で説明されるように、形質導入粒子及び試薬を、別々に貯蔵し、要求に応じて試料に連通することも可能にする。別々の貯蔵は、例えば、試薬モジュール１７４０内に含まれる試薬が、反応チャンバ１７３２内に含まれる試薬、溶液、及び／または試料と異なる貯蔵要件（例えば、有効期限、凍結乾燥要件、貯蔵温度制限等）を有する場合に有用であり得る。
示されるように、容器アセンブリは、反応チャンバ１７３２と、試薬モジュール１７４０とを含む。反応チャンバ１７３２は、試薬モジュール１７４０に連結して、統合アセンブリを形成することができる。反応チャンバ１７３２は、例えば軽量な、剛体の、及び不活性な材料（例えば、プラスチック）等の、任意の適切な材料から形成することができる。反応チャンバ１７３２の少なくとも一部分は、（例えば、反応チャンバ１７３２における発光を視認するために）反応チャンバ１７３２の内部容積の視認及び／または検出を可能にするために、少なくとも部分的に透明にすることができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ１７３２は、丸底または平底を有する円筒として成形することができる。他の実施形態において、反応チャンバ１７３２は、任意の他の適切な形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、多角形等を有することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ１７３２は、１２ｍｍの直径及び７５ｍｍの高さを有する。いくつかの実施形態において、反応チャンバ１７３２の直径は、検出器（例えば、機器１１０００に含まれる検出器１２００もしくは１１２１２、または任意の他の検出器）の断面に最適に適合するようにサイズ決定することができる。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ１７００には、反応チャンバ１７３２内に予め配置される、本明細書で示され、説明されるタイプの１つ以上の溶液及び／または試薬（例えば、細菌栄養溶液、緩衝剤、界面活性剤、形質導入粒子、及び／または抗生物質）を提供することができる。
容器１７００の試薬モジュール１７４０は、筐体１７４１と、第１のアクチュエータ１７５０と、第２のアクチュエータ１７６０とを含む。筐体１７４１は、任意の適切な機構によって反応チャンバ１７３２に着脱可能に連結されるように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、筐体１７４１は、ねじ付き連結具、締まり嵌め、スナップ嵌め、または同類のものによって、反応チャンバ１７３２に連結することができる。いくつかの実施形態において、筐体１７４１及び反応チャンバ１７３２は、実質的に流体密封シールを画定する。
筐体１７４１は、第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４を画定する。第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４は、側壁１７４６によって分離することができる。いくつかの実施形態において、第１の試薬容積１７４２は、標的細胞（例えば、細菌）に一連のレポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）を生成させるように配合される遺伝子操作した核酸分子（例えば、遺伝子操作した核酸１７０）を含む、生物学的もしくは非生物学的ベクター、形質導入粒子、及び／またはウイルスベクター（例えば、形質導入粒子１１０、１６０または本明細書で説明される他の形質導入粒子のいずれか）を含有する。いくつかの実施形態において、形質導入粒子は、本明細書で説明されるように、非複製的である（すなわち、複製ができない）ように配合される。いくつかの実施形態において、第２の試薬容積１７４４は、レポーター分子と相互作用して、例えば光信号等の測定可能な信号を触媒する、該信号の生成を強化する、及び／または生成するように配合される試薬を含有することができる。いくつかの実施形態において、試薬は、例えばトリデカナールを含む組成物等の、本明細書で示され、説明されるタイプのルシフェラーゼ基質である。形質導入粒子及び試薬は、それぞれ、第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４内に直接配置されるように示されているが、他の実施形態において、形質導入粒子及び／または試薬は、第１の試薬容積１７４２及び／または第２の試薬容積１７４４の実質的に内側に配置されるように成形され、サイズ決定される、試薬容器（図示せず）の内側に配置することができる。
いくつかの実施形態において、筐体１７４１及び／またはその中の任意の試薬容器（図示せず）は、（例えば、第１のアクチュエータ１７５０及び／または第２のアクチュエータ１７６０によって）作動または圧縮されたときに破裂するように構成される、脆弱部分を含むことができる。このようにして、試薬及び成分は、隔離して貯蔵し、作動時に放出することができる。いくつかの実施形態において、筐体１７４１、第１のアクチュエータ１７５０、第２のアクチュエータ１７６０、及び／またはそのような試薬容器は、繰り返し可能な送達を容易にする特徴、例えば、湾曲縁部、平底、蛇腹壁、または任意の他の適切な特徴を含むことができる。いくつかの実施形態において、例えば、筐体１７４１は、第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４が第１の試薬容積１７４２内を移動したときに、試薬容器の一部分を穿刺するように構成される、第１の試薬容積１７４２内に配置される１つの穿刺器または一連の穿刺器（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態において、穿刺器はまた、第２の試薬容積１７４４内に配置することもできる。
第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４は、任意の適切な形状、配向、及び／またはサイズを有することができる。いくつかの実施形態において、図１２〜図１４で示されるように、第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４は、同心とすることができる。他の実施形態において、第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４は、互いに平行に位置させることができる。実質的に一定の断面積を有するように示されているが、いくつかの実施形態において、筐体１７４１ならびに／または第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４の断面寸法、例えば直径または面積は、それらの中に含有される試薬の容積を増加／減少させるように変動させることができる。このようにして、筐体１７４１は、反応チャンバ１７３２の中へ送達される試薬の所望の量及び／または流量を提供するように構成することができる。
筐体１７４１は、筐体１７４１が反応チャンバ１７３２に連結されたときに、第１の試薬容積１７４２と反応チャンバ１７３２との間の第１の流体経路１７７２ａ、及び第２の試薬容積１７４４と反応チャンバ１７３２と間の第２の流体経路１７７２ｂを画定する、送達部分１７７０を含む。示されるように、第１の流体経路１７７２ａ及び第２の流体経路１７７２ｂは、互いに別々である。第１の流体経路１７７２ａ及び第２の流体経路１７７２ｂは、それぞれ、それぞれが反応チャンバ１７３２に開口している、第１の出口１７７４ａと、第２の出口１７７４ｂとを含む。第１の流体経路１７７２ａ及び第２の流体経路１７７２ｂは、第１の試薬容積１７４２及び／または第２の試薬容積１７４４の中にそれぞれ配置される形質導入粒子及び試薬を反応チャンバ１７３２の中へ連通するための経路を提供する。
送達部分１７７０は、第１の試薬容積１７４２及び／または第２の試薬容積１７４４の中に配置される形質導入粒子及び試薬を反応チャンバ１７３２の中へ送達するための、任意の好適な経路及び／または機構を提供するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、送達部分１７７０は、第１の試薬容積１７４２及び第２の試薬容積１７４４から反応チャンバ１７３２に流体を連通するための、単一の流体経路を含むことができる。いくつかの実施形態において、送達部分１７７０は、混合を促進する、ならびに／または曝気、オーバースプレー、及び／または望ましくない乱流を最小にする様式で、第１の試薬容積１７４２及び／または第２の試薬容積１７４４から反応チャンバ１７３２の中へ試薬を送達するように構成することができる。いくつかの実施形態において、第１の流体経路１７７２ａ及び／または第２の流体経路１７７２ｂは、そこを通って流れる物質の制御された流量を生成するために、可変の断面積（または流積）（例えば、ノズルに類似し得る経路）を有することができる。いくつかの実施形態において、形質導入粒子及び／または試薬の流量は、物質を十分に混合する、及び／または曝気を最小にするために、１ｍｌ／秒、２ｍｌ／秒、３ｍｌ／秒、４ｍｌ／秒、５ｍｌ／秒、または任意の適切な流量とすることができる。
試薬モジュール１７４０は、筐体１７４１の中に少なくとも部分的に配置される、第１のアクチュエータ１７５０を含む。第１のアクチュエータ１７５０は、係合部分１７５２と、第１の試薬容積１７４２内に配置されるプランジャ部分１７５４とを含む。第１のアクチュエータ１７５０の係合部分１７５２は、第１の試薬容積１７４２内でプランジャ部分１７５４を移動させるために（例えば、機器１１０００等の、本明細書で示され、説明される任意の機器によって）操作されるように構成される。いくつかの実施形態において、第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４及び筐体１７４１の一部分は、筐体１７４１の外側の容積から第１の試薬容積１７４２を流体的に隔離するためのシールを画定する、及び／またはそれを含む。いくつかの実施形態において、シールは、例えば、ガスケット、Ｏリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができる。示されるように、係合部分１７５２及び第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４は、異なる断面寸法（例えば、直径）を有することができる。しかしながら、他の実施形態において、係合部分１７５２及び第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４は、同じ断面寸法（例えば、直径）を有することができる。いくつかの実施形態において、係合部分１７５２は、プランジャ部分１７５４からオフセットする（例えば、非同軸とする）ことができる。
試薬モジュール１７４０は、筐体１７４１の中に少なくとも部分的に配置される第２のアクチュエータ１７６０を含む。第２のアクチュエータ１７６０は、係合部分１７６２と、第２の試薬容積１７４４内に移動可能に配置されるプランジャ部分１７６４とを含む。第２のアクチュエータ１７６０の係合部分１７６２は、第２の試薬容積１７４４内で第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４を移動させるために（例えば、機器１１０００等の、本明細書で示され、説明される任意の機器によって）操作されるように構成される。いくつかの実施形態において、第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４及び筐体１７４１の一部分は、筐体１７４１の外側の容積から第２の試薬容積１７４２を流体的に隔離するためのシールを画定する、及び／またはそれを含む。いくつかの実施形態において、シールは、例えば、ガスケット、Ｏリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができ、第１のアクチュエータ１７５０のシールと実質的に類似し得る。示されるように、係合部分１７６２及び第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４は、異なる断面寸法（例えば、直径）を有することができる。しかしながら、他の実施形態において、係合部分１７６２及び第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４は、同じ断面寸法（例えば、直径）を有することができる。いくつかの実施形態において、係合部分１７６２は、プランジャ部分１７６４からオフセットする（例えば、非同軸とする）ことができる。
示されるように、第２のアクチュエータ１７６０の係合部分１７６２は、第１のアクチュエータ１７５０の係合部分１７５２を少なくとも部分的に取り囲む。同様に前述のように、第１のアクチュエータ１７５０の少なくとも一部分及び第２のアクチュエータ１７６０の一部分は、筐体１７４１の中に同心状に配置される。このようにして、試薬モジュール１７４０は、容器アセンブリ１７００の縦軸を中心に任意の角度配向で、反応チャンバ１７３２に連結すること、及び／または機器の中に配置することができる。この配設は、単一のアクチュエータアセンブリが、第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０の双方を操作することを可能にする。
より具体的には、第２のアクチュエータ１７６０は、第１のアクチュエータ１７５０を操作してプランジャ部分１７５４を移動させたときに、第１のアクチュエータ１７５０の係合部分１７５２がその中を移動できるチャネル１７６６を画定する。いくつかの実施形態において、第２のアクチュエータ１７６０の係合部分１７６２は、第１のアクチュエータ１７５０の係合部分１７５２を実質的にその中に配置することができる開口部を画定することができる。第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４の縦軸が第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４の縦軸に対して同心であるように示されているが、他の実施形態において、プランジャ部分１７５４の縦軸は、プランジャ部分１７６４の縦軸からオフセットすること、及び／または該縦軸と非同心とすることができる。いくつかの実施形態において、例えば、第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０は、互いに隣接するが同心ではないように配置することができる。いくつかの実施形態において、第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０は、互いに平行に配置することができる。いくつかの実施形態において、係合部分１７５２及び／または係合部分１７６２は、例えば、偶発的な作動を防止するために、筐体１７４１に凹設することができる。
第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０は、本明細書で説明される機能を行うために、任意の適切な様式で移動させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４は、第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４の移動とは無関係に移動させることができる。いくつかの実施形態において、第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０は、同じストローク長を有することができる。他の実施形態において、第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０は、異なるストローク長を有することができる。このようにして、異なる容積（及び／または異なる流量）の形質導入粒子または試薬を反応チャンバ１７３２の中へ搬送することができる。
使用に際し、容器アセンブリ１７００は、反応チャンバ１７３２の流体隔離を維持しながら、本明細書で説明される方法及び／または検定を行うよう操作されるように構成される。同様に前述のように、容器アセンブリ１７００の反応チャンバ１７３２及び試薬モジュール１７４０は集合的に、その中で標的細胞の同定を行うことができる（すなわち、反応チャンバ１７３２から試薬モジュール１７４０を連結解除することを伴わない）閉鎖系を画定することができる。特に、容器アセンブリ１７００は、第１の構成（図１２）でユーザに送達することができ、該構成において、第１のアクチュエータ１７５０及び第２のアクチュエータ１７６０は、それぞれ、それらのそれぞれの第１の位置にある。図１２では、試薬モジュール１７４０が反応チャンバ１７３２に連結されるように示されているが、試薬モジュール１７４０を、最初に、反応チャンバ１７３２から連結解除して、標的細胞（例えば、細菌）を含有する試料を、反応チャンバ１７３２によって画定される内部容積の中に配置することを可能にすることができる。試薬モジュール１７４０は、反応チャンバ１７３２に連結して、流体密封シールを画定することができる。
容器アセンブリ１７００及び／または試薬モジュール１７４０を第２の構成（図１３）に移動させるために、第１のアクチュエータの係合部分１７５２がチャネル１７６６内で移動するように操作される。このようにして、第１のアクチュエータ１７５０のプランジャ部分１７５４は、第１の試薬容積１７４２内を移動して、試薬（例えば、形質導入粒子）を、矢印ＥＥで示されるように、第１の試薬容積１７４２から、第１の流体経路１７４２ａ及び第１の出口１７４４ａを通して、反応チャンバ１７３２の中へ搬送及び／または吐出する。いくつかの実施形態において、本明細書で説明される方法のいずれかに従って標的細胞が一連のレポーター分子を生成するように、試薬は、試料中に含有される標的細胞と相互作用する形質導入粒子を含む。容器アセンブリ１７００（及びその中に含有される試料）の操作及び／または維持は、本明細書で説明されるような機器１１００及び／または１１０００、ならびに／または本明細書で説明される任意の他の機器または構成要素によって行うことができる。
容器アセンブリ１７００及び／または試薬モジュール１７４０を第３の構成（図１４）に移動させるために、第２のアクチュエータ１７６０の１７６２の係合部分が、第１のアクチュエータ１７５０を中心に少なくとも部分的に移動するように操作される。係合部分１７６２の移動は、第２のアクチュエータ１７６０のプランジャ部分１７６４を、第２の試薬容積１７４４内で第１の位置から第２の位置に移動させる。プランジャ部分１７６４の変位は、試薬（例えば、トリデカナール等の基質）を、矢印ＦＦで示されるように、第２の試薬容積１７４４内から、第２の流体経路１７７２ｂ及び第２の出口１７７４ｂを通して、反応チャンバ１７３２の中へ搬送及び／または吐出する。いくつかの実施形態において、試薬は、生成されたレポーター分子と相互作用して、例えば発光反応を介して、レポーター分子が信号を生成するのを促し、触媒し、及び／または強化することができる基質である。
いくつかの実施形態において、容器アセンブリは、試料を収集するための、及び／または容器アセンブリの中へ試料を配置するための機構を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態において、試料は、綿棒を使用して収集することができ、次いで、該綿棒は、容器の反応チャンバの中へ配置される。図１５〜図１７は、それぞれ、第１の構成、第２の構成、及び第３の構成における容器アセンブリ２７００を示す。容器アセンブリ２７００は、反応チャンバ２７３２と、一時キャップ２７３９とを含む。容器アセンブリ２７００の反応チャンバ２７３２は、例えば上で説明される試薬モジュール１７４０等の任意の試薬モジュール、または本明細書で説明される任意の他の試薬モジュールに連結可能であり得る。
標的細胞を含有する試料Ｓは、綿棒２７３４において収集することができ、該綿棒は、鼻腔用綿棒、唾液用綿棒、環境用綿棒、または同類のものとすることができる。いくつかの実施形態において、試料Ｓを収集した後に、鼻腔用綿棒２７３４は、線ＧＧで示されるように、綿棒２７３４の所定の位置及び／または長さで折られる（図１５）。反応チャンバ２７３２は、標的細胞を維持する、レポーター分子の生成を促進する、または同類のことのために配合される、溶液２７０２、例えば栄養培地、緩衝剤、界面活性剤、及び／または任意の他の試薬を含有することができる。綿棒２７３４は、該綿棒が溶液２７０２中に浸漬されるまで、矢印ＨＨで示されるように、反応チャンバ２７３２の中へ挿入される。
次いで、一時キャップ２７３６を反応チャンバ２７３２に連結して、容器アセンブリ２７００を第２の構成の配置することができる（図１６）。いくつかの実施形態において、一時キャップ２７３６は、反応チャンバ２７３２に連結されたときに、実質的に流体密封シールを画定することができる。このようにして、容器アセンブリ２７００は、標的細胞を含有する試料Ｓのかなりの部分が綿棒２７３４から溶液２７０２の中へ連通することを可能にするために、撹拌する、例えば、ボルテックスまたは振盪することができる。いくつかの実施形態において、綿棒２７３４及び試料収集プロトコルは、収集した標的細胞の５０％、６０％、及び最高で７０％もの、ならびにそれらの間の任意の量、またはさらに多くの量が溶液２７０２の中へ移送されるように画定することができる。
いくつかの実施形態において、綿棒２７３４は、試験のために取り出すことができる。綿棒の除去は、ある特定の状況において、試料測定の干渉を制限することができる。故に、いくつかの実施形態において、一時キャップ２７３６は、綿棒２７３４を把持するための把持機構、例えば、ノッチ、溝、スリーブ、または任意の他の特徴を含むことができる。そのような実施形態において、矢印ＩＩ（図１７）によって第３の構成で示されるように、一時キャップ２７３６が反応チャンバ２７３２から取り出されるときに、綿棒２７３４も該一次キャップとともに取り出される。いくつかの実施形態において、反応チャンバ２７３２は、反応チャンバ２７３２の外部表面に配置される１つ以上のラベル２７３８を含むことができる。ラベル２７３８は、容器アセンブリ２７００と関連付けられる情報、例えば、標的細胞、整理番号、ロット番号、有効期限、及び／または警告情報を含むことができる。いくつかの実施形態において、容器２７００はまた、追跡機構２７３９、例えば、ラベル上のバーコード及び／またはＲＦＩＤタグも含むことができる。
図１８〜図２５は、反応チャンバ３７３２と、該反応チャンバに連結可能である試薬モジュール３７４０とを含む、一実施形態による、容器アセンブリ３７００を示す。容器アセンブリ３７００は、本明細書で説明される機器のいずれか、例えば機器１１０００、及び／または本明細書で説明される構成要素のいずれかずれかとともに使用し、それらによって操作することができる。容器アセンブリ３７００はまた、例えば上で説明される方法１５０、２００、及び３００等の、本明細書で説明される方法のいずれかを行うために使用することもできる。
反応チャンバ３７３２は、試料及び／または他の試薬を含有するように構成され、軽量な、剛体の、及び不活性な材料から形成することができる。反応チャンバ３７３２の少なくとも一部分（例えば、遠位端部分）は、反応チャンバ３７３２の内部容積の視認、光アクセス、及び／または検出を可能にするために、少なくとも部分的に透明にすることができる。丸底を有する円筒として成形されるように示されているが、他の実施形態において、反応チャンバ３７３２は、任意の他の適切な形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、多角形等を有することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ３７３２は、１２ｍｍの直径及び７５ｍｍの高さを有する。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ３７００には、反応チャンバ３７３２内に予め配置される、１つ以上の溶液／試薬（例えば、細菌栄養溶液、緩衝剤、界面活性剤、形質導入粒子、及び／または抗生物質）を提供することができる。
試薬モジュール３７４０は、筐体３７４１と、第１のアクチュエータ３７５０と、第２のアクチュエータ３７６０と、送達部分３７７０と、第１の試薬容器３７８０ａと、第２の試薬容器３７８０ｂとを含む。図１８で示されるように、筐体３７４１は、任意の適切な機構によって反応チャンバ３７３２に着脱可能に連結されるように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、筐体３７４１は、ねじ付き連結具、締まり嵌め、または同類のものによって、反応チャンバ３７３２に連結することができる。いくつかの実施形態において、筐体３７４１及び反応チャンバ３７３２は、実質的に流体密封シールを画定する。
図２０は、筐体３７４１の上面図を示す。筐体３７４０は、側壁３７４６によって分離することができる、第１の試薬容積３７４２及び第２の試薬容積３７４４を画定する。筐体３７４１は、軽量で剛体の材料、例えば、射出成形プラスチックから形成することができる。いくつかの実施形態において、筐体３７４１は、ほぼ２４ｍｍの直径を有することができる。いくつかの実施形態において、筐体３７４１の直径は、第１の試薬容積３７４２及び第２の試薬容積３７４４の容量を増加または減少させるために、変動させることができる。いくつかの実施形態において、第１の試薬容積３７４２及び／または第２の試薬容積３７４４の直径は、変動させる（すなわち、互いに等しくしない）ことができる。
図２０の筐体３７４１の上面図、及び図２１で示される筐体３７４１の傾斜底面図で示されるように、筐体３７４１は、送達部分３７７０を含み、該送達部分は、筐体３７４１が反応チャンバ３７３２に連結されたときに、第１の試薬容積３７４２と反応チャンバ３７３２との間の第１の流体経路３７７２ａ、及び第２の試薬容積３７４４と反応チャンバ３７３２との間の第２の流体経路３７７２ｂを画定する。第１の流体経路３７７２ａ及び第２の流体経路３７７２ｂは、それぞれ、反応チャンバ３７３２が筐体３７４１に連結されたときに、反応チャンバ３７３２に開口している、第１の出口３７７４ａ及び第２の出口３７７４ｂを含む。第１の流体経路３７７２ａ（及び出口３７７４ａ）及び第２の流体経路３７７２ｂ（及び出口３７７４ｂ）は、第１の試薬容積３７４２及び第２の試薬容積３７４４の中に配置される試薬を反応チャンバ３７３２の中へ連通するための経路を提供する。第１の流体経路３７７２ａ及び第２の流体経路３７７２ｂは、互いに別々であるように示されているが、他の実施形態において、第１の流体経路３７７２ａ及び第２の流体経路３７７２ｂは、共通の境界を含むこと、及び／または互いに流体連通することができる。
送達部分３７７０は、第１の試薬容積３７４２及び／または第２の試薬容積３７４４の中に配置される形質導入粒子及び試薬を反応チャンバ３７３２の中へ送達するための、任意の適切な経路及び／または機構を提供するように構成される。例えば、いくつかの実施形態において、第１の流体経路３７７２ａ及び第２の流体経路３７７２ｂは、それぞれ、混合を促進する、ならびに／または曝気、オーバースプレー、及び／または望ましくない乱流を最小にする様式で、第１の反応容積３７４２及び第２の反応容積３７４４から反応チャンバ３７３２まで試薬を送達するように構成することができる。第１の流体経路３７７２ａ及び第２の流体経路３７７２ｂは、任意の適切な流量、例えば、１ｍｌ／秒、２ｍｌ／秒、３ｍｌ／秒、４ｍｌ／秒、５ｍｌ／秒に適応することができる。いくつかの実施形態において、送達部分３７７０の少なくとも一部分は、筐体３７４１が反応チャンバ３７３２に連結されたときに、反応チャンバ３７３２内に配置することができる。
図１９、及び図２３で示される容器の側断面図で示されるように、試薬モジュール３７４０は、筐体３７４１の中に配置される第１のアクチュエータ３７５０を含む。第１のアクチュエータ３７４０は、係合部分３７５２と、第１の試薬容積３７４２内に移動可能に配置されるプランジャ部分３７５４とを含む。作動すると、第１のアクチュエータ３７５０の係合部分３７５２が、第１の試薬容積３７４２内でプランジャ部分３７５４を移動させる。示されるように、第１のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４は、筐体３７４１の外側の容積から第１の試薬容積３７４２を流体的に隔離するためのシール３７６９ａを含む。いくつかの実施形態において、シール３７６９ａは、例えば、ガスケット、Ｏリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができる。
試薬モジュール３７４０は、第２のアクチュエータ３７６０を含む。第２のアクチュエータ３７６０は、係合部分３７６２と、第２の試薬容積３７４４内に移動可能に配置されるプランジャ部分３７６４とを含む。作動すると、第２のアクチュエータ３７６０の係合部分３７６２が、第２の試薬容積３７４４内で第２のアクチュエータ３７６０のプランジャ部分３７６４を移動させる。第２のアクチュエータ３７６０のプランジャ部分３７６４は、第２の試薬容積３７４４に含有される任意の試薬を流体的に隔離する、及び／またはその漏出防止するためのシール３７６９ｂを含む。
第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０は、入れ子構成で筐体３７４１の中に配置することができる。換言すれば、第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０は、同心状に配置することができ、よって、第１のアクチュエータ３７５０が第２のアクチュエータ３７６０内に入れ子にされる。このようにして、試薬モジュール３７４０は、反応チャンバ３７３２に連結すること、及び／または容器アセンブリ３７００の縦軸を中心に任意の角度配向で機器の中に配置することができる。より具体的には、第２のアクチュエータ３７６０は、第１のアクチュエータ３７５０がプランジャ部分３７５４を移動させるように操作されたときに、第１のアクチュエータ３７５０の係合部分３７５２が中を移動できるチャネル３７６６を画定する。さらに、第２のアクチュエータ３７６０の係合部分３７６２は、（試薬モジュール３７４０が第１の構成または第３の構成にあるときに）第１のアクチュエータ３７５０の係合部分３７５２がその中に実質的に配置される開口部３７６７を画定する。第１のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４の縦軸は、第２のアクチュエータ３７６０のプランジャ部分３７６４の縦軸からオフセットされる（すなわち、非同軸である）。第１のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４は、第２のアクチュエータ３７６０のプランジャ部分３７６４の移動とは無関係に移動することができる。さらに、第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０は、例えば、第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０の偶発的な作動を防止するために、筐体の内側に凹設することができる。
第１の試薬容積３７４２は、第１の試薬容器３７８０ａを含むことができ、第２の試薬容積３７４４は、第２の試薬容器３７８０ｂを含有することができる。図２２で示されるように（明確にするため、第１の試薬容器３７８０ａだけを示す）、第１の試薬容器３７８０ａ（及び第２の試薬容器３７８０ｂ）は、ともに内部容積３７８６ａを画定する、側壁３７８２ａと、破断可能部材３７８４ａとを含む。いくつかの実施形態において、側壁３７８２ａも脆弱にすることができる。内部容積３７８６ａは、完全に、または部分的に試薬を充填することができる。例えば、いくつかの実施形態において、第１の試薬容器３７８０ａは、標的細胞（例えば、細菌）に複数のレポーター分子を生成させるように配合される遺伝子操作した核酸（例えば、遺伝子操作した核酸１７０）を含む、形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１１０、１６０、または本明細書で説明される任意の他の形質導入粒子）を含有することができる。第２の試薬容器３７８０ｂは、レポーター分子と反応して信号の生成を強化するように配合される第２の試薬を含有することができる。例えば、いくつかの実施形態において、試薬は、レポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）と相互作用して、例えば発光反応を介して、測定可能な信号を生成することができる、トリデカナール等の基質である。
試薬容器は、第１の試薬容積３７４２及び第２の試薬容積３７４４の実質的に内側に配置されるように成形し、サイズ決定することができる。筐体３７４１は、第１の試薬容積３７４２及び第２の試薬容積３７４４内にそれぞれ配置される、第１の穿刺器３７９２ａと、第２の穿刺器３７９２ｂとを含む。穿刺器は、プランジャ部分３７５４及びプランジャ部分３７６４が第１の試薬容積３７４２及び第２の試薬容積３７４４内にそれぞれ配置されたときに、第１の試薬容器３７８０ａ及び第２の試薬容器３７８０ｂのそれぞれの脆弱部分を破裂させるように構成される。いくつかの実施形態において、試薬容器は、湾曲縁部（例えば、湾曲縁部３７８９ａを参照されたい）と、実質的に平坦であり得る底部分（例えば、底部分３７８８ａを参照されたい）とを含むことができる。平坦な底部分及び湾曲縁部は、繰り返し可能な送達を確実にするために、第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０によって、それぞれ、第１の試薬容器３７８０ａ及び第２の試薬容器３７８０ｂに印加される圧縮力を展開することを可能にすることができる。
試料容器は、その中に含有される物質、例えば形質導入粒子、基質、抗生物質、緩衝剤、界面活性剤、または検出検定に必要とされ得る任意の他の試薬に対して実質的に不透過性である、及び／または該物質から実質的に化学的に不活性である材料から構築することができる。このようにして、試薬は、長期間にわたって試薬容器の中で貯蔵することができる。例えば、試薬容器３７８０ａの側壁３７８２ａは、柔軟で不活性な材料、例えばブリスタープラスチック、アルミホイル、アルミニウムラミネート、または任意の他の適切な材料から形成することができる。さらに、いくつかの実施形態において、脆弱部材３７８４ａは、ある特定の温度にわたって脆弱部材３７８４ａの所望の特性及び完全性が維持されるように、ある特定の温度特性を有する材料から構築することができる。例えば、いくつかの実施形態では、試薬または基質を含有する試薬容器３７８０ａを冷凍状態で貯蔵することが所望され得る。いくつかの実施形態において、脆弱部材３７８４ａは、任意の形態のポリプロピレン等のポリマーフィルムから構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材３７８４ａは、２軸配向ポリプロピレン（ＢＯＰ）から構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材３７８４ａは、アルミニウムから構築することができる。
容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２及び試薬モジュール３７４０は集合的に、その中で標的細胞の同定を行うことができる（すなわち、反応チャンバ３７３２から試薬モジュール３７４０を連結解除することを伴わない）閉鎖系を画定することができる。容器アセンブリ３７００及び／または試薬モジュール３７４０は、複数の異なる構成間を移動して、試薬及び／または物質を第１の試薬チャンバ３７４２及び第２の試薬チャンバ３７４４から移送することができる。特に、図２３〜図２５は、ぞれぞれ、第１の構成、第２の構成、及び第３の構成における試薬モジュール３７４０を示す。反応チャンバ３７３２は、明確にするために示されない。
容器アセンブリ３７００は、第１の構成（図２３）でユーザに送達することができ、該第１の構成では、第１のアクチュエータ３７５０が第１の位置にあり、第２のアクチュエータ３７６０が第１の位置にある。第１の試薬容積３７４２は、試薬（例えば、形質導入粒子）を含有する試薬容器３７８０ａを含み、第２の試薬容積３７４４は、試薬（例えば、レポーター分子と反応するように配合される、トリデカナール）を含む第２の試薬容器３７８０ｂを含有する。
容器アセンブリ３７００を第２の構成（図２４）に移動させるために、第１のアクチュエータ３７５０の係合部分３７５２が、第１のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４を、第１の試薬容積３７４２内で第１の位置から第２の位置まで変位させるように操作される。同様に前述のように、係合部分３７５２は、第２のアクチュエータ３７６０のチャネル３７６６及び／または開口部３７６７内を遠位に移動する。このようにして、第１のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４は、第１の試薬容器３７８０ａの底部分３７８８ａに力を印加する。これは、脆弱部分３７８４ａが破裂し、その中に含有される試薬、例えば形質導入粒子を第１の試薬容積３７４２の中へ放出するまで、第１の試薬容器３７８０ａの脆弱部分３７８４ａを穿刺器３７６９ａに対して押し付ける。第１のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４の第２の位置に向かうさらなる変位は、試薬容器３７８０ａ及び第１の試薬容積３７４２の内部容積３７８６ａを減少させる。これは、試薬、例えば形質導入粒子を、第１の試薬容積３７４２から、送達部分３７７０の第１の流体経路３７７２ａ及び第１の出口３７７４ａを通して、反応チャンバ３７３２の中へ連通する。示されるように、第１のアクチュエータ３７５０は、穿刺器３７９２ａが第１のアクチュエータ３７５０に損傷を与えること、及び／または第１のアクチュエータ３７５０の第２の位置に向かう進行を制限することを防止するよう穿刺器の一部分を受け取るように構成される、凹部３７５８を含む。いくつかの実施形態において、試薬、例えば形質導入粒子は、本明細書で説明されるように、試料中に含有される標的細胞と相互作用し、標的細胞がレポーター分子を生成するのを促すことができる。
容器アセンブリ３７００を第３の構成（図２５）へ移動させるために、第２のアクチュエータ３７６０の３７６２の係合部分が、第２のアクチュエータ３７６０のプランジャ部分３７６４を、第２の試薬容積３７４４の範囲内で第１の位置から第２の位置まで変位させるように操作される。第２の構成と同様に、第２のアクチュエータ３７６０の変位は、穿刺器３７９２ｂに、第２の試薬容器３７８０ｂの脆弱部分３７８４ｂを破裂させ、該試薬容器の中に含有される基質（例えば、トリデカナール）を、第２の流体経路３７７２ｂ及び第２の出口３７７４ｂを通して、反応チャンバ３７３２の中へ連通させる。基質は、レポーター分子と相互作用し、そして、例えば発光反応を介して、レポーター分子が信号を生成するのを促すこと、強化すること、及び／または触媒することができる。示されるように、第２のアクチュエータ３７６０は、穿刺器３７９２ｂが第２のアクチュエータ３７６０に損傷を与えること、及び／または第２のアクチュエータ３７６０の第２の位置に向かう進行を制限することを防止するよう穿刺器の一部分を受け取るように構成される、凹部３７６８を含む。いくつかの実施形態において、試薬、例えば形質導入粒子は、本明細書で説明されるように、試料中に含有される標的細胞と相互作用し、標的細胞がレポーター分子を生成するのを促すことができる。
第１の流体経路３７７２ａ及び第２の流体経路３７７２ｂの出口部分は、実質的に直線であり、また、実質的に一定の流積を有するように示されているが、他の実施形態において、送達部分は、試薬、物質、形質導入粒子、及び同類のものを送達することができる任意の適切な流れ経路を画定することができる。例えば、いくつかの実施形態において、混合を促進し、曝気、オーバースプレー、及び／または望ましくない乱流を最小にする様式で、１つ以上の試薬を反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。
例えば、いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子を含有する物質を、形質導入粒子を試料と効率的に混合する様式で、反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。例えば、綿棒（例えば、綿棒２７３４等）が反応チャンバ内で保持される実施形態において、試薬モジュールは、綿棒から試料の一部分を除去するのを強化する、形質導入粒子を送達するための送達ノズルまたは他の機構を含むことができる。このようにして、送達機構は、試料及び形質導入粒子の混合を改善することによって、検定の性能を強化することができる。そのような機構としては、例えば、高圧ジェットノズル、角度付きノズル、単一の試薬チャンバから反応チャンバへの複数の流路、または同類のものが挙げられる。
他の実施形態において、試薬モジュールは、光信号の生成を強化する、触媒する、またはトリガーするように配合される試薬（例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの基質）を、光信号の測定を強化する様式で、反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、レポーター分子を検出する方法は、レポーター分子を発現した試料の中へ基質を加えることによってトリガーされる発光反応の輝度（または強度）を検出することを含む。より具体的には、いくつかの実施形態において、発現したレポーター分子及び基質は、集合的に、試料への基質の追加に応じたフラッシュ反応を生成するように配合される。フラッシュ反応は、基質の追加後に（例えば、実質的に即座に、数秒以内に、及び／または１分未満に）、明瞭なピーク輝度が極めて迅速に起こる、発光反応である。フラッシュ反応は、（少量の検出に有益である等の）極めて高感度な結果を生成することができるが、そのような過渡的反応の正確な測定は、困難であり得る。対照的に、グロー反応は、最長で１時間以上維持され得る安定した信号を特徴とする、より長く持続する発光反応である。フラッシュ反応ほど高感度ではないが、グロー反応は、信号を検出する前に、追加的な試料動作（例えば、混合、輸送、または同類のもの）を完了するための時間を完了することを可能にすることができる。
いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、光信号の測定を強化する様式で、基質を反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。より具体的には、いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、基質を試料と十分に混合することを可能にする様式で基質を送達するように構成することができ、一方で、試料の曝気、気泡の生成、過剰な飛び散り、または同類のことも最小にするが、これらは全て、基質の送達後に数秒以内で光反応を完了することに悪影響をもたらす。例えば、いくつかの実施形態において、試薬モジュールは、反応チャンバの縦軸に対してある角度をなす流体経路を画定することができ、よって、試薬及び／または基質が、反応チャンバの側壁に、次いで試料溶液の中へ送達される。他の実施形態において、試薬モジュールは、流体経路を画定することができ、該流体経路は、反応チャンバの縦軸に対して実質的に平行であるが、試薬及び／または基質が反応チャンバの側壁に送達されるように位置付けられる出口開口部を含む。さらに他の実施形態において、試薬モジュールは、湾曲形状、円弧形状、及び／または螺旋形状を有する流体経路を画定することができる。さらに他の実施形態において、試薬モジュールは、混合を最大にする、及び／または曝気を最小にするための溝、リブ、スロット、または任意の他の流れ調整特徴を含む、流体経路を画定することができる。
別の実施例として、図２６〜図２８は、反応チャンバ４７３２と、試薬モジュール４７４０とを含む、容器アセンブリ４７００を示す。容器アセンブリ４７００は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ４７００はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法２００及び／または３００を行うために使用することもできる。
試薬モジュール４７４０は、筐体４７４１と、第１のアクチュエータ４７５０と、第２のアクチュエータ４７６０と、第１の送達部材４７７２ａと、第２の送達部材４７７２ｂとを含む。図２８の側断面図で示されるように、筐体４７４１は、第１の試薬容積４７４２及び第２の試薬容積４７４４を画定する。筐体４７４１はまた、送達部分４７７０も含むことができる。第１の試薬容積４７４２は、第１の試薬（例えば、形質導入粒子）を含有する、第１の試薬容器４７８０ａを含むことができる。第２の試薬容積４７４４は、第２の試薬（例えば、基質）を含有する、第２の試薬容器４７８０ｂを含むことができる。容器アセンブリ４７００の筐体４７４１は、上で説明される容器アセンブリ３７００の筐体３７４１に実質的に類似し得、したがって、本明細書ではさらに詳細に説明されない。第１の試薬容器４７８０ａ及び第２の試薬容器４７８０ｂはまた、それぞれ、容器アセンブリ３７００の第１の試薬容器３７８０ａ及び第２の試薬容器３７８０ｂに実質的に類似しており、したがって、本明細書ではさらに詳細に説明されない。
第１のアクチュエータ４７５０は、係合部分４７５２と、プランジャ部分４７５４とを含む。第２のアクチュエータ４７６０は、係合部分４７６２と、プランジャ部分４７６４とを含む。第１のアクチュエータ４７５０及び第２のアクチュエータ４７６０は、構造及び機能において上で説明されるように、それぞれ、容器アセンブリ３７００の第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０に実質的に類似しており、したがって、本明細書ではさらに説明されない。
図２７の試薬モジュール４７４０の底面図及び図２８の容器アセンブリ４７００の側断面図で示されるように、筐体４７４１の送達部分４７７０は、第１の送達部材４７７２ａを含み、該送達部材は、第１の試薬容積４７４２から第１の出口４７７４ａを通しての反応チャンバ４７３２への試薬、例えば形質導入粒子の流体連通のための導管を提供する。筐体４７４１の送達部分４７７０は、第２の送達部材４７７２ｂを含み、該送達部材は、第２の試薬容積４７４２から第２の出口４７７４ａを通しての反応チャンバ４７３２への試薬、例えば基質の流体連通のための導管を提供する。
図２８で示されるように、第１の送達部材４７７２ａは、第１の部分４７７５ａと、第２の部分４７７６ａとを含む。第１の部分４７７５ａは、第１の試薬容積４７４２の内側に少なくとも部分的に配置される。第２の部分４７７６ａは、反応チャンバ４７３２の内側に少なくとも部分的に配置される。第１の部分４７７５ａは、試薬モジュール４７４０及び／または反応チャンバ４７３２によって画定される縦軸に対して実質的に平行である縦軸を画定する。第２の部分４７７６ａは、出口４７７４ａが反応チャンバ４７３２の側壁の方向を指すように、第１の部分４７７５ａの中心線から角度的にオフセットされる。同様に前述のように、第２の部分４７７６ａは、試薬モジュール４７４０及び／または反応チャンバ４７３２によって画定される縦軸に対して非平行である。いくつかの実施形態において、縦軸と第２の部分４７７６ａとの間の角度は、それらの間の全ての角度を含めて、約１５〜４５度とすることができる。そのような実施形態において、第１の試薬容積４７４２から反応チャンバ４７３２の中へ搬送される試薬及び／または形質導入粒子は、試料の表面に対して直接影響を与えず、代わりに、反応チャンバの側壁上またはそれに沿って推進され、よって、該試薬及び／または形質導入粒子は、制御された速度で試料溶液の中へ流れることができる。
図２８で示されるように、第２の送達部材４７７２ｂは、第１の部分４７７５ｂと、第２の部分４７７６ｂとを含む。第１の部分４７７５ｂは、第２の試薬容積４７４４の内側に少なくとも部分的に配置される。第２の部分４７７６ｂは、反応チャンバ４７３２の内側に少なくとも部分的に配置される。第１の部分４７７５ｂは、試薬モジュール４７４０及び／または反応チャンバ４７３２によって画定される縦軸に対して実質的に平行である縦軸を画定する。第２の部分４７７６ｂは、出口４７７４ｂが反応チャンバ４７３２の側壁の方向を指すように、第１の部分４７７５ｂの中心線から角度的にオフセットされる。同様に前述のように、第２の部分４７７６ｂは、試薬モジュール４７４０及び／または反応チャンバ４７３２によって画定される縦軸に対して非平行である。いくつかの実施形態において、縦軸と第２の部分４７７６ｂとの間の角度は、それらの間の全ての角度も含めて、約１５〜４５度とすることができる。そのような実施形態において、第２の試薬容積４７４４から反応チャンバ４７３２の中へ搬送される試薬及び／または基質は、試料の表面に対して直接影響を与えないが、代わりに、反応チャンバの側壁上またはそれに沿って推進され、よって、該試薬及び／または基質は、制御された速度で試料溶液に流れることができる。
送達部材４７７２ａ、４７７２ｂのそれぞれの第１の部分４７７５ａ、４７７５ｂは、その端部分に（それぞれ）穿刺器４７９２ａ、４７９２ｂを含む。このようにして、穿刺器４７９２ａは、第１の試薬容積４７４２の中へ突出し、穿刺器４７９２ｂは、第２の試薬容積４７４４の中へ突出する。特に、流体経路の送達部材の端部は、穿刺器としての役割を果たす鋭利な縁部を生成するように、先細にするか、または面取りすることができる。穿刺器４７９２ａ及び穿刺器４７９２ｂは、それぞれ、試薬容器の脆弱部分４７８４ａ及び脆弱部分４７８４ｂを穿刺して、該試薬容器の中に含有される試薬、形質導入粒子、または他の物質を放出するために使用することができる。送達部材４７７２ａ及び送達部材４７７２ｂは、筐体４７４１と別々に構築されるように示されているが、いくつかの実施形態において、送達部材は、送達部分４７７０と一体的に形成すること、例えば、単一の製造ステップで製造することができる。いくつかの実施形態において、送達部材４７７２ａ及び／または送達部材４７７２ｂは、別々に製造し、次いで、それぞれ、送達部分４７７０の空洞４７７８ａ及び空洞４７７８ｂの中に配置することができる。
いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、試薬を試料溶液の中へ直接連通するように構成され、容器内の任意の適切な距離に出口点を有する、流体経路を含む、または画定することができる。例えば、図２９は、一実施形態による、容器アセンブリ５７００の側断面図を示す。容器アセンブリ５７００は、反応チャンバ５７３２と、試薬モジュール５７４０とを含む。試薬モジュールは、第１の試薬容積５７４２及び第２の試薬容積５７４４を画定する、筐体５７４１を含む。筐体５７４１は、第１のアクチュエータ５７５０と、第２のアクチュエータ５７６０とを含有する。筐体５７４１はまた、送達部分５７７０も含む。容器アセンブリ５７００は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ５７００はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法２００及び／または３００を行うために使用することもできる。
第１の試薬容積５７４２は、第１の試薬（例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子）を含有することができる、第１の試薬容器５７８０ａを含む。第２の試薬容積５７４４は、第２の試薬（例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの基質）を含有することができる、第２の試薬容器５７８０ｂを含む。容器アセンブリ５７００の筐体５７４１は、容器アセンブリ３７００の筐体３７４１に実質的に類似し得、したがって、さらに詳細に説明されない。試薬容器５７８０ａ、５７８０ｂは、容器アセンブリ３７００の試薬容器３７８０、３７８０ｂと実質的に類似しており、したがって、本明細書では詳細に説明されない。第１のアクチュエータ５７５０は、係合部分と、プランジャ部分とを含む。第２のアクチュエータ５７６０は、係合部分と、プランジャ部分とを含む。第１のアクチュエータ５７５０及び第２のアクチュエータ５７６０は、容器アセンブリ３７００の第１のアクチュエータ３７５０及び第２のアクチュエータ３７６０と実質的に類似しており、したがって、本明細書ではさらに説明されない。
筐体５７４１の送達部分５７７０は、第１の流体経路５７７２ａを画定し、該第１の流体経路は、第１の試薬容積５７４２から第１の出口５７７４ａを通しての反応チャンバ５７３２への第１の試薬、例えば形質導入粒子の流体連通のための導管を提供する。筐体５７４１の送達部分５７７０はまた、第２の流体経路５７７２ｂも含み、該第２の流体経路は、第２の試薬容積５７４４から第２の出口５７７４ｂを通しての反応チャンバ５７３２への第２の試薬、例えば基質の流体連通のための導管を提供する。
示されるように、流体経路５７７２ａ、５７７２ｂは、反応チャンバ５７３２によって画定される縦軸に対して平行である縦軸を画定する。この配設は、試薬が、第１の試薬容積５７４２及び第２の試薬容積５７４４から、それぞれ、出口５７７４ａ及び出口５７７ｂを通って、反応チャンバ５７３２の中に配置される試料溶液の中へ直線に流れることを可能にすることができる。いくつかの実施形態において、出口５７７４ａ及び５７７４ｂのそれぞれでの流体経路５７７２ａ及び／または流体経路５７７２ｂの直径は、それぞれ、流体経路５７７２ａ及び／または流体経路５７７２ｂと、第１の試薬容積５７４２及び第２の試薬容積５７４４のとのインターフェースでの直径よりも小さくすることができる。このようにして、流体経路５７７２ａ、５７７２ｂは実質的に、形質導入粒子、試薬、または同類のものの流れを加速するためのノズルとして機能する。いくつかの実施形態において、断面は、例えば迅速かつ完全な混合を確実にするために、及び／または曝気を最小にするために、所定の流量、例えば１ｍｌ／秒、２ｍｌ／秒、３ｍｌ／秒、４ｍｌ／秒、５ｍｌ／秒、または任意の他の適切な流量で、出口５７７４ａ及び／または出口５７７４ｂから試薬が吐出されるように構成することができる。いくつかの実施形態において、流体経路５７７２ａ及び／または流体経路５７７２ｂは、出口５７７４ａ及び／または出口５７７４ｂが反応チャンバ５７３２内で試料の表面の下に配置されるように構成することができる。
いくつかの実施形態において、筐体５７４１は、第１の試薬容積５７４２及び第２の試薬容積５７４４の基部にそれぞれ位置する、一連の穿刺器５７９２ａ、５７９２ｂを含むことができる。一連の穿刺器は、例えば試薬容器の中に含有される試薬の効率的な吐出を確実にするために、複数の場所で試薬容器５７８０ａ、５７８０ｂの脆弱部分５７８４ａ、５７８４ｂを破裂させるように構成することができる。
いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、単一のアクチュエータと、単一の試薬容積とを含むことができる。図３０〜図３２は、それぞれ、第１の構成、第２の構成、及び第３の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ６７００の側断面図を示す。容器アセンブリ６７００は、試薬モジュール６７４０に可逆的に連結可能な反応チャンバ６７３２を含む。試薬モジュール６７４０は、第１の試薬容器６７８０ａ及び第２の試薬容器６７８０ｂを含有する試薬容積６７４２を画定する、筐体６７４１を含む。筐体はまた、試薬容積６７４２の中に配置されるアクチュエータ６７５０と、送達部分６７７０とも含む。容器アセンブリ６７００は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ６７００はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法２００及び／または３００を行うために使用することもできる。
いくつかの実施形態において、アクチュエータ６７５０は、係合部分６７５２と、プランジャ部分６７５４とを含むことができる。アクチュエータ６７５０の係合部分６７５２は、試薬容積６７４２内でプランジャ部分６７５４を移動させるように構成することができる。いくつかの実施形態において、アクチュエータ６７５０のプランジャ部分６７５４は、筐体６７４１の外側の容積から試薬容積６７４２を流体的に隔離するために、流体密封シール６７６９を含む。いくつかの実施形態において、シール６７６９は、例えば、ガスケット、Ｏリング、ゴムシール、または任意の適切なシールとすることができる。
いくつかの実施形態において、試薬容器６７８０ａ、６７８０ｂは、第１の試薬容器６７８０ａが筐体６７４１の送達部分６７７０の近位にあるように、試薬容積６７４２の中に配置することができる。特に、第１の試薬容器６７８０ａは、送達部分６７７０と第２の試薬容器６７８０ｂとの間に配置される。第１の試薬容器は、第１の試薬、例えば形質導入粒子を含有することができる。第２の試薬容器６７８０ｂは、第１の試薬容器６７８０ａの上に配置することができ、よって、第２の試薬容器６７８０ｂの脆弱部分６７８４ｂが第１の試薬容器６７８０ａの底部分６７８８ａに当接し、第２の試薬容器６７８０ｂの底部分６７８８ｂがアクチュエータ６７５０のプランジャ部分６７５４に当接する。第２の試薬容器６７８０ｂは、第２の試薬、例えばトリデカナール等の基質を含有することができる。試薬容積６７４２はまた、試薬容積６７４２の中に配置される一連の穿刺器６７９２も含むことができ、該穿刺器は、試薬容器６７８０ａの脆弱部分６７８４ａ及び試薬容器６７８０ｂの脆弱部分６７８４ｂを穿刺するように構成される。
送達部分６７７０は、反応チャンバ６７３２によって画定される縦軸に対して平行である縦軸を画定することができる、流体経路６７７２を画定する。いくつかの実施形態において、出口６７７４での流体経路６７７２の直径は、試薬容積６７４２のインターフェースでの流体経路６７７２の直径よりも小さくすることができ、よって、流体経路６７７２は、実質的にノズルに類似し、及び／またはノズルとして機能する。いくつかの実施形態において、流体経路は、例えば迅速かつ完全な混合を確実にするために、及び／または曝気を最小にするために、所定の流量、例えば１ｍｌ／秒、２ｍｌ／秒、３ｍｌ／秒、４ｍｌ／秒、５ｍｌ／秒、または任意の他の適切な流量で出口６７７４から試薬が吐出されるように構成することができる。
動作中に、任意の適切な機器がアクチュエータ６７５０の係合部分６７５２を操作することができ、よって、プランジャ部分６７５４が、試薬容積６７４２内で、第１の構成で示されるような第１の位置（図３０）から第２の構成で示されるような第２の位置（図３１）まで変位する。プランジャ部分６７５４は、第２の試薬容器６７８０ｂの底部分６７８８ｂに力を印加し、第２の試薬容器６７８０ｂを第１の位置から第２の位置まで変位させる。第２の試薬容器６７８０ｂは、プランジャ部分６７５４によって印加される圧力を、脆弱部分６７８４ｂを通して第１の試薬容器６７８０ａの底部分６７８８ａに連通する。この力は、第１の試薬容器６７８０ａの脆弱部分６７８４ａを一連の穿刺器６７９２に対して押圧させ、よって、脆弱部分６７８４ａが破裂し、そして、該第１の試料容器の中に含有される試薬が、流体経路６７７２の出口６７７４を通して反応チャンバ６７３２の中へ連通される。
第３の構成（図３１）では、プランジャ部分６７５４が試薬容積６７４２内で第２の位置から第３の位置まで変位するように、アクチュエータの係合部分６７５２がさらに操作される。第３の位置へのプランジャ部分６７５４の変位はまた、第２の試薬容器６７８０ｂを第２の位置から第３の位置まで変位させる。この構成において、第１の試薬容器６７８０ａは、その中に含有される内容物が空になり、そして、折り畳まれた状態になり、よって、穿刺器６７９２が第１の試薬容器６７８０ａの底部分６７８８ａを通って貫通し、そして、第２の試薬容器６７８０ｂの脆弱部分６７８４ｂを破裂させる。したがって、第２の試薬容器６７８０ｂは、流体経路６７７２と流体連通して配置され、また、該第２の試薬容器の中の試薬容器、例えば基質）を、出口６７７４を通して反応チャンバ６７３２の中へ連通する。
いくつかの実施形態において、容器は、第１の試薬（例えば、生物学的または非生物学的ベクター、形質導入粒子、及び／または遺伝子操作したウイルスベクター）及び第２の試薬（例えば、基質）の異なる作動段階での送達のための段階的な作動を伴う、単一のアクチュエータを含むことができる。図３３は、反応チャンバ７７３２及び試薬モジュール７７４０を含む、容器アセンブリ７７００の分解図を示す。図３４〜図３６は、それぞれ、第１の構成、第２の構成、及び第３の構成における容器アセンブリ７７００を示す。反応チャンバ７７３２は、試薬モジュール７７４０に着脱可能に連結可能であり得る。容器アセンブリ７７００は、本明細書で説明される機器のいずれか、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される構成要素のいずれかによって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ７７００はまた、本明細書で説明される方法のいずれか、例えば方法２００及び３００を行うために使用することもできる。
反応チャンバ７７３２は、軽量な、剛体の、及び不活性な材料、例えばプラスチックから形成することができる。反応チャンバ７７３２の少なくとも一部分は、例えば反応チャンバ７７３２の中で起こる発光反応を検出するために、例えば該反応チャンバの内部容積の検出及び／または視認を可能にするように、部分的に透明にすることができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ７７３２は、丸底または平底を有する円筒として成形することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ７７３２は、任意の他の適切な形状、例えば、正方形、長方形、楕円形、多角形等を有することができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ７７３２は、１２ｍｍの直径及び７５ｍｍの高さを有する。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ７７００は、反応チャンバ７７３２内に予め配置される、１つ以上の溶液／試薬（例えば、細菌栄養溶液、緩衝剤、界面活性剤、形質導入粒子、及び／または抗生物質）を含むことができる。反応チャンバ７７３２は、試薬モジュール７７４０と着脱可能に連結するための、ねじ山７７４５を含むことができる。いくつかの実施形態において、反応チャンバ７７３２は、スナップ嵌め、摩擦嵌め、または任意の他の適切な機構を介して、試薬モジュール７７４０に着脱可能に連結することができる。
図３３で示されるように、試薬モジュール７７４０は、筐体７７４１を含むことができる。筐体７７４１は、軽量で剛体の材料、例えば射出成形プラスチックから形成されることができる。筐体７７４１は、第１の圧縮支持体７７４８ａと、第２の圧縮支持体７７４８ｂとを含む。圧縮支持体７７４８ａ、７７４８ｂは、下でさらに説明するように、それぞれ、第１の試薬容器７７８０ａ及び第２の試薬容器７７８０ｂを固定して、または着脱可能に装着するように、及び、圧縮中に、強固な支持を第１の試薬容器７７８０ａ及び第２の試薬容器７７８０ｂに提供するように構成される。圧縮支持体７７４８ａ、７７４８ｂは、試薬容器７７８０ａ、７７８０ｂを該圧縮支持体に装着するための特徴を含むことができる。そのような装着特徴としては、例えば、ノッチ、溝、戻り止め、インデント、スロット、及び／または接着面が挙げられる。試薬容器７７８０ａ、７７８０ｂが装着される圧縮支持体７７４８ａ、７７４８ｂのそれぞれの表面は、筐体７７４１及び／または反応チャンバ７７３２によって画定される縦軸に対してある角度をなす。この角度付き表面は、例えば、試薬容器７７８０ａ、７７８０ｂから反応チャンバ７７３２への試薬及び／または基質の滑らかな（例えば、均一な、及び／または制御された）流れ、ならびに少ない死容積を可能にするために有益であり得る。
試薬モジュール７７４０は、筐体７７４１によって画定される内部容積内を摺動するように構成される、アクチュエータ７７５０を含む。アクチュエータ７７５０は、アクチュエータ７７５０の側壁及び筐体７７４１の側壁が流体密封シールを形成するように構成される。したがって、使用に際し、アクチュエータ７７５０は、実質的に流体密封シールを維持しながら、筐体７７４１内で変位することができる。図３４で示されるように、筐体７７４１及びアクチュエータ７７５０は、側壁７７４６（図３４〜図３６）によって少なくとも部分的に、及び圧縮支持体７７４８ａ、７７４８ｂの側壁によって少なくとも部分的に分離される、第１の試薬容積７７４２及び第２の試薬容積７７４４を画定するように構成することができる。アクチュエータは、機器、例えば機器１１００または本明細書で示され、説明される任意の他の機器によって操作されるように構成される、係合部分７７５２を含む。
アクチュエータ７７５０は、例えば角度付きクリップに類似するように成形することができる、第１の圧縮部材７７５４を含む。第１の圧縮部材７７５４は、剛体材料、例えばアルミニウム、鋼、ステンレス鋼、またはプラスチックから形成することができる、別個の構成要素とすることができる。第１の圧縮部材７７５４は、筐体７７４１によって画定される縦軸から離れる角度で傾斜する、係合部分７７５５及び圧縮部分７７５６を有する。特に、角度は、第１の圧縮支持体７７４８ａの角度付き表面によって画定される角度と実質的に類似する。第１の圧縮部材７７５４はまた、下でさらに説明するようにアクチュエータ７７５０の側壁７７４６に当接し、空間７７４７において側壁７７４６と第１の圧縮支持体７７４８ａとの間を摺動するように構成される、摺動部分７７５７も含む。第１の圧縮部材７７５４の係合部分７７５５は、係合部分７７５５に連結される係合ばね７７５８を含むことができる。係合ばね７７５８は、圧縮ばね、例えば螺旋ばね、コイルばね、皿ばね、またはテーパ付きばねとすることができ、また、係合部分７７５５に装着するためのワッシャ（図示せず）を含むことができる。第１の圧縮部材７７５４の遠位にある係合ばね７７５８の端部は、アクチュエータ７７５０に連結すること、例えばピン、マンドレル、または同類のものに装着することができ、さらに、アクチュエータ７７５０に係合することで、係合ばね７７５８及び第１の圧縮部材７７５４に係合するように構成することができる。
アクチュエータ７７５０はまた、例えば同じ射出成形過程において形成されるアクチュエータ７７５０の一体部分とすることができる、第２の圧縮部材７７６０も含むことができる。第２の圧縮部材７７６０は、筐体７７４１によって画定される縦軸から離れてある角度をなす傾斜面に類似するように成形することができる。この角度は、第２の圧縮支持体７７４８ｂの傾斜面によって画定される角度と実質的に類似し得る。いくつかの実施形態において、第１の圧縮部材７７５４及び／または第２の圧縮部材７７６０は、本明細書で説明されるように、試薬容器７７８０ａ、７７８０ｂの脆弱部分を穿刺するための１つまたは一連の穿刺器、例えば棘、鉤、ピン、または任意の他の適切な穿刺部材を含むことができる。
筐体７７４１はまた、第１の試薬容積７７４２の試薬、例えば生物学的または非生物学的ベクター、形質導入粒子、及び／または遺伝子操作したウイルスベクター、ならびに第２の試薬容積７７４４の試薬、例えば基質を、反応チャンバ７７３２の中へ連通するための、第１の流体出口７７７４ａ及び第２の流体出口７７７４ｂも含むことができる。流体出口７７７４ａ、７７７４ｂは、圧縮支持体７７４８ａ、７７４８ｂと筐体７７４１の側壁との間の開口部及び／または空間とすることができる。いくつかの実施形態において、筐体７７４１は、本明細書で説明されるように、例えば迅速な混合を容易にするために、及び／または曝気を最小にするために、流体経路、例えばノズル、角度付きノズル、管、及び／または任意の他の適切な流体導管を含むことができる。
第１の試薬容器７７８０ａ及び第２の試薬容器７７８０ｂは、それぞれ、上で説明されるように、第１の圧縮支持体７７４８ａ及び第２の圧縮支持体７７４８ｂ上に配置することができる。試薬容器７７８０ａ、７７８０ｂは、それぞれ、集合的に内部容積を画定する側壁７７８２ａ、７７８２ｂ及び脆弱部材７７８４ａ、７７８４ｂを含むことができる。試薬容器の内部容積は、完全に、または部分的に試薬を充填することができ、例えば、第１の試薬容器７７８０ａは、標的細胞（例えば、細菌）に複数のレポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）を生成させるように配合される遺伝子操作した核酸（例えば、遺伝子操作した核酸１７０）を含むことができる、形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１６０、または本明細書で説明される任意の他の形質導入粒子）を含有することができる。第２の試薬容器７７８０ｂは、基質、例えばトリデカナールを含有することができ、該基質は、レポーター分子、例えばルシフェラーゼと相互作用して、例えば発光反応を介して、測定可能な信号の生成をトリガーすること、触媒すること、生成すること、及び／または強化することができる。
試薬容器７７８０ａ／ｂは、その中に含有される物質、例えば形質導入粒子、基質、抗生物質、緩衝剤、界面活性剤、または検出検定に必要とされ得る任意の他の試薬に対して実質的に不透過性である、及び／または該物質から実質的に化学的に不活性である材料から構築することができる。このようにして、試薬は、長期間にわたって試薬容器７７８０ａ／ｂの中で貯蔵することができる。例えば、試薬容器７７８０ａ／ｂの側壁７７８２ａ／ｂは、柔軟で不活性な材料、例えば、ブリスタープラスチック、アルミホイル、または任意の他の適切な材料から形成することができる。さらに、いくつかの実施形態において、脆弱部材７７８４ａ／ｂは、ある特定の温度にわたって脆弱部材７７８４ａ／ｂの所望の特性及び完全性が維持されるように、ある特定の温度特性を有する材料から構築することができる。例えば、いくつかの実施形態において、冷凍条件の試薬または基質を含有する試薬容器７７８０ａ／ｂを貯蔵することが所望され得、または脆弱部材７７８４ａ／ｂを熱ラミネートすることによって試薬容器７７８０ａ／ｂを製造することが所望され得る。そのような実施形態において、脆弱部材７７８４ａ／ｂは、冷凍状態及び／または熱ラミネーション状態が、意図する用途に対する脆弱部材７７８４ａ／ｂの所望の特性及び完全性を実質的に損なわないように選択することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材７７８４ａ／ｂは、任意の形態のポリプロピレン等のポリマーフィルムから構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材７７８４ａ／ｂは、２軸配向ポリプロピレン（ＢＯＰ）から構築することができる。いくつかの実施形態において、脆弱部材７７８４ａ／ｂは、アルミニウムから構築することができる。試薬容器の脆弱部分７７８４ａ／ｂは、例えば下でさらに説明されるようにアクチュエータ７７５０の圧縮部材７７５４／７７６０によって圧縮されたときに破裂し、そして、該試薬容器の中に含有される試薬を放出するように構成することができる。
図３４で示されるように、容器アセンブリ７７００は、最初に、試薬モジュール７７４０が反応チャンバ７７３２に連結され、アクチュエータ７７５０が第１の位置にある、第１の構成に維持することができる。第１の圧縮部材７７５４は、第１の位置にあり、該第１の位置では、係合部分７７５６が、第１の試薬容器７７８０ａの脆弱部分７７８４ａと接触しているが、いかなる圧縮力も印加しておらず、係合ばね７７５８は、全く圧縮されていない。また、第２の圧縮部材７７６０も第１の位置にあり、該第１の位置において、第２の圧縮部材は、第２の試薬容器７７８０ｂの脆弱部分７７８４ｂと接触していない。
第２の構成（図３５）では、第１のアクチュエータ７７５０の係合部分７７５２が、アクチュエータ７７５０を筐体７７４１内で第１の位置から第２の位置まで変位するように操作される。アクチュエータ７７５０の変位は、係合ばね７７５８を付勢して、第１の圧縮部材７７５４を圧縮し、力を働かせる。この力は、第１の圧縮部材７７５４を第１の位置から図３５で示される第２の位置まで変位させ、該第２の位置では、第１の圧縮部材７７５４の摺動部分７７５７が、側壁７７４６とともに、第１の圧縮支持体７７４８ａと第２の圧縮支持体７７４８ｂとの間の開口部７７４７の中へ摺動する。第１の圧縮部材７７５４の係合部分７７５６は、第１の試薬容器７７８０ａの脆弱部分７７８４ａに圧縮力を働かせ、よって、脆弱部分７７８４ａを破裂させ、その内容物（例えば、形質導入粒子）を第１の試薬容積７７４２の中へ放出する。次いで、試薬が、第１の出口７７７４ａを通って、反応チャンバ７７３２の中の溶液、例えば標的細胞を含有する患者試料の中へ流れる。また、第２の圧縮部材７７６０も、第１の位置から第２の位置まで変位し、該第２の位置では、該第２の圧縮部材が、第２の試薬容器７７８０ｂの脆弱部分７７８４ｂの近くにあり、及び／または該脆弱部分を破裂させずに脆弱部分７７８４ｂに接触する。
第３の構成（図３６）では、アクチュエータ７７５０の係合部分７７５２が、筐体７７４１内で第２の位置から第３の位置まで変位するように操作される。アクチュエータ７７５０の変位は、係合ばね７７５８をさらに付勢して、第１の圧縮部材７７５４を圧縮し、力を働かせる。この位置では、第１の圧縮部材７７５４のさらなる変位が第１の圧縮支持体７７４８ａによって防止され、係合ばね７７５８がかなり圧縮される。第２の圧縮部材７７６０も、第２の位置から第３の位置まで変位し、該第３の位置では、第２の圧縮部材７７６０が、第２の試薬容器７７８０ｂの脆弱部分７７８４ｂに圧縮力を働かせる。これは、脆弱部分７７８４ｂの破裂を引き起こし、その内容物、例えば基質を第２の試薬容積７７４４の中へ放出する。次いで、試薬が、第２の出口７７７４ｂを通って、反応チャンバ７７３２の中の溶液、例えば標的細胞及び標的細胞によって生成されるレポーター分子を含有する試料の中へ流れる。
上で説明されるように、いくつかの実施形態において、送達部分は、混合を促進し、曝気、オーバースプレー、及び／または望ましくない乱流を最小にする様式で、１つ以上の試薬を反応チャンバの中へ送達するように構成することができる。例えば、いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、試薬モジュール及び／または反応チャンバの縦軸に対して傾斜させた、及び／または角度的にオフセットした送達部分を含むことができる。そのような配設は、混合、検出、または同類のことを改善する様式で、試薬（例えば、形質導入粒子、基質、または同類のもの）の流れを誘導することができる。特に、図３７〜図３８は、それぞれ、第１の構成及び第２の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ８７００の概略側断面図を示す。容器アセンブリ８７００は、本明細書で説明される機器のいずれか、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される構成要素のいずれかによって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ８７００はまた、本明細書で説明される方法のいずれか、例えば方法１５０、２００、及び３００を行うために使用することもできる。
容器アセンブリ８７００は、試薬モジュール８７４０に可逆的に連結可能である、反応チャンバ８７３２を含む。反応チャンバ８７３２は、その中に配置される試料Ｓ、例えば患者試料、標的細胞、形質導入粒子、及び／またはレポーター分子を含む試料溶液を有することができる。使用に際し、容器アセンブリ８７００は、反応チャンバ８７３２が検出器１２００と連通（例えば、光連通）するように、検出器１２００に動作可能に連結することができる。本明細書で説明される実施形態は、検出器１２００に光学的に連結されるように示されているが、本明細書で説明される任意の他の検出器を使用することができる。
試薬モジュール８７４０は、筐体８７４１と、送達部材８７７０と、アクチュエータ８７５０とを含む。筐体８７４１は、試薬容積８７４２を画定し、該試薬容積は、その中に配置される試薬を含有することができる。試薬は、本明細書で説明される基質のいずれか等の、任意の適切な試薬とすることができる。
アクチュエータ８７５０は、試薬容積８７４２の中に配置される試薬と流体連通するように構成される、プランジャ部分８７５４を含む。アクチュエータ８７５０は、試薬容積８７４２から、送達部材８７７０を通して（例えば、流体経路８７７２を介して）、反応チャンバ８７３２まで試薬を搬送するように構成することができる。送達部材８７７０は、試薬容積８７４２の実質的に内側に、及びプランジャの近位に配置される、第１の部分８７７４を含む。送達部材８７７０はまた、反応チャンバ８７３２が試薬モジュール８７４０に連結されたときに、反応チャンバ８７３２の実質的に内側に配置される、第２の部分８７７６も含む。
送達部材８７７０は、試薬モジュール８７４０及び／または反応チャンバ８７３２の縦軸に対して角度的にオフセットされる。より具体的には、図３７で示されるように、送達部材８７７０の軸を画定する流体経路の中心線は、縦軸から離れて角度θで配向される。いくつかの実施形態において、角度θは、約３０度とすることができる。いくつかの実施形態において、角度θは、約１５〜４５度とすることができる。
動作中に、アクチュエータ８７５０は、例えば機器１１００の操作機構を使用して、図３８の矢印ＡＡで示されるように、アクチュエータ８７５０に力を印加することによって操作することができる。これは、プランジャ部分８７５４が、試薬容積８７４２内で、第１の構成で示される第１の位置（図３７）から、第２の構成で示される第２の位置（図３８）まで変位するように付勢する。プランジャ部分８７５４は、流体経路８７７２を通して、試薬容積８７４２の中に含有される試薬（例えば、基質）を搬送及び／または吐出する。同様に前述のように、プランジャ部分８７５４は、縦軸に沿って試薬容積内を移動して、流体経路８７７２を介した試薬容積からの試薬の流れを生成する。
図３８で示されるように、送達部分８７７０の傾斜配向は、吐出した試薬を矢印ＢＢ（図３８）で示されるように傾斜経路に従わせ、よって、試薬ストリームは、反応チャンバ８７３２の側壁に衝突する。次いで、試薬ストリームは、矢印ＣＣ（図３８）で示されるように反応チャンバ８７３２の側壁を流れ落ち、より低い流体速度で試料Ｓと混合し、それによって、試料内の曝気及び／または気泡の生成を最小にする、及び／または排除する。曝気を最小にすることは、試薬を試料Ｓと混合することを可能にすること、及び検出器１２００によって検出される信号の品質を向上させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、容器アセンブリ８７００は、その中にレポーター分子が発現した試料への基質の追加に応じてフラッシュ反応を生成するように集合的に配合される、レポーターシステム及び試薬（例えば、基質）と併せて使用することができる。そのような実施形態において、送達部材８７７０の配設は、基質を試料と十分に混合することを可能にし、一方で、試料の曝気、気泡の生成、過剰な飛び散り、または同類のことも最小にするが、これらは全て、基質の送達後に短期間で（例えば、数秒以内で）光反応を完了することに悪影響をもたらし得る。
試薬モジュール８７４０は、試薬の流れを反応チャンバ８７３２の側壁の一部分に沿って誘導する単一の送達部材を含むように上で示され、説明されているが、他の実施形態において、試薬モジュール８７４０は、該送達部材の中の試薬の迅速な送達を容易にするために、複数の異なる送達部材及び／または複数の出口点を有する１つの送達部材を含むことができ、一方で、曝気、気泡の生成、または同類のことも最小にする。いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、試薬モジュールの中に配置される試薬の環状流を生成するように構成される送達部材を含むことができ、よって、試薬は、反応チャンバの側壁の周りを実質的に円周方向に流れる。例えば、図３９〜図４０は、第１の構成及び第２の構成における、一実施形態による、容器アセンブリ９７００の側断面図を示す。容器アセンブリ９７００は、試薬モジュール９７４０に可逆的に連結可能な反応チャンバ９７３２を含む。容器アセンブリ９７００は、反応チャンバ９７３２が検出器１２００と光連通するように、検出器１２００に連結される。容器アセンブリ９７００は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ９７００はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法１５０、２００、及び／または３００を行うために使用することもできる。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ９７００は、フラッシュ発光反応によって生成される信号を検出するために使用することができる。本明細書で説明される実施形態は、検出器１２００に光学的に連結されるように示されているが、本明細書で説明される任意の他の検出器を使用することができる。
反応チャンバ９７３２は、その中に配置される試料Ｓ、例えば患者試料、標的細胞、形質導入粒子、及び／またはレポーター分子を含む試料溶液を有することができる。反応チャンバ９７３２は、本明細書で説明される反応チャンバのいずれかと類似し得、したがって、詳細に説明されない。
試薬モジュール９７４０は、試薬容積９７４２を画定する筐体９７４１を含み、該試薬容積は、その中に配置される試薬、例えば基質を有することができる。筐体９７４１はまた、試薬容積９７４２の中に配置されるアクチュエータ９７５０も含む。試薬モジュール９７４０は、脆弱部分９７８４と、送達部材９７７０とを含む。
アクチュエータ９７５０は、試薬容積９７４２の中に配置される試薬と流体連通しているプランジャ部分９７５４を含む。プランジャ部分９７５４は、筐体９７４１内を移動して、脆弱部分９７８４を通して試薬容積９７４２から反応チャンバ９７３２まで試薬を搬送するように構成される。
送達部材９７７０は、穿刺部分９７７２、ならびに丸みのある及び／または湾曲した側壁９７７４を画定するように構成される。いくつかの実施形態において、側壁９７７４は、テーパを付けること、外形を形成することができ、及び／または、グラデーションを含むことができる。送達部分９７７０は、反応チャンバ９７３２の実質的に内側に配置されるように示されているが、他の実施形態において、送達部材９７７０のかなりの部分を試薬モジュール９７４０内に配置すること、及び／または該モジュールと連結することができる。送達部材９７７０は、反応チャンバ９７３２または試薬モジュール９７４０の一体部分とすることができる。
示されるように、試薬モジュール９７４０が第１の構成（図３９）にあるときに、穿刺部分９７７２は、脆弱部分９７８４と接触しているが、脆弱部材９７８４にいかなる穿刺力も印加していない。故に、試薬容積９７４２内の試薬は、反応チャンバ９７３２から流体隔離して維持される。試薬モジュール９７４０が第２の構成（図４０）に移動したときに、矢印ＤＤによって示される方向に、力がアクチュエータ９７５０に印加される。これは、プランジャ部分９７５４を第１の位置から第２の位置まで変位させる。プランジャ部分９７５４の変位は、（試薬を介して）脆弱部材９７８４に力を働かせる。これは、脆弱部材を送達部分の穿刺部分９７７２に対して押圧させ、そして、穿刺させ（図４０）、それによって、脆弱部分９７８４を穿刺する。送達部材９７７０の外形及び／または形状は、矢印ＥＥで示されるように、反応チャンバ９７３２の側壁９７７４全周にわたって試薬の環状流を生成する。次いで、試薬ストリームは、反応チャンバ９７３２の側壁に沿って流れ落ちることができ、それによって、曝気、気泡の生成、または同類のことを最小にする、及び／または排除する。
いくつかの実施形態において、容器の試薬モジュールは、湾曲させた送達部分または送達部材を含むことができる。図４１は、一実施形態による、容器アセンブリ１０７００の側断面図を示す。容器アセンブリ１０７００は、試薬モジュール１０７４０に可逆的に連結可能な反応チャンバ１０７３２を含む。試薬モジュール１０７４０は、試薬容積１０７４２を画定する筐体１０７４１を含み、該試薬容積は、その中に配置される試薬、例えば基質を有することができる。筐体はまた、試薬容積１０７４２の中に配置されるアクチュエータ１０７５０も含む。容器アセンブリ１０７００は、送達部材１０７７０を含む。容器アセンブリ１０７００は、本明細書で説明される任意の機器、例えば機器１１００、１１０００、及び／または本明細書で説明される任意の構成要素によって使用及び／または操作することができる。容器アセンブリ１０７００はまた、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法１５０、２００、及び／または３００を行うために使用することもできる。いくつかの実施形態において、容器アセンブリ１０７００は、フラッシュ発光反応によって生成される信号を検出するために使用することができる。
アクチュエータ１０７５０は、試薬容積１０７４２の中に配置される試薬、例えば基質と流体連通しているプランジャ部分を含む。プランジャ部分１０７５４は、試薬容積１０７４２内を変位して、送達部分１０７７０を通して試薬容積１０７４２から反応チャンバ１０７３２まで試薬を搬送するように構成される。
送達部材１０７７０は、湾曲流体経路１０７７２を画定するように成形される。湾曲流体経路１０７７２は、試薬が渦流運動で流体経路から分注されるように構成される。渦流運動は、例えば、例えば試薬と反応チャンバ１０７３２の中に含有される試料との混合を強化することができる、試薬流に乱流を生じさせることができる。いくつかの実施形態において、湾曲流体経路１０７７２は、試薬を反応チャンバの側壁に衝突させることができる。次いで、試薬は、例えば曝気を最小にするために、容器の側壁に沿って流れて、より低い速度で試料に到達することができる。
容器アセンブリ４７００または本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかは、レポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）と基質（例えば、トリデカナール）との相互作用によって生成される、及び／または強化される信号を検出するための任意の適切なタイプの検出器に動作可能に連結することができる。上で説明されるように、いくつかの実施形態において、検出の方法は、フラッシュ発光反応によって生成される信号の検出を含むことができる。そのような方法は、例えば、信号を読み取る精度を強化する様式で、試薬（例えば、基質）の流れを誘導することを含むことができる。同様に前述のように、そのような方法は、例えば、望ましくない乱流、曝気、気泡、または同類のものの生成を最小にする様式で、試薬（例えば、基質）の流れを誘導することを含むことができる。例えば、図４２は、容器アセンブリ及び検出器を使用して標的細胞を検出するための方法４００を示す。方法４００は、本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかとともに使用することができる。検出器は、本明細書で説明される検出器１２００、検出器アセンブリ１１２００、または任意の他の検出器とすることができる。容器アセンブリの反応チャンバは、その中に配置される試料を含むことができる。試料は、例えば、患者試料の標的細胞（例えば、潜在的にＭＲＳＡを含有する鼻腔用綿棒）、形質導入粒子（例えば、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれか）等の生物学的または非生物学的ベクター、及び本明細書で開示されるレポーターシステムのいずれかに従って生成される一連のレポーター分子を含有する、試料溶液とすることができる。
本方法は、４０２で、容器の反応チャンバを検出器に動作可能に連結することを含む。次いで、４０４で、送達部材を使用して試薬が反応チャンバの中へ連通される。いくつかの実施形態において、試薬は、任意の適切な基質とすることができる。いくつかの実施形態において、試薬は、それらの間の様々な炭素鎖長のアルデヒドを全て含めて、６−炭素アルデヒド（ヘキサナール）、１３−炭素アルデヒド（トリデカナール）、及び／または１４−炭素アルデヒド（テトラデカナール）を含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬は、Ｔｗｅｅｎ２０または任意の他の界面活性剤、トリデカナールまたは他のアルデヒドを含むように配合し、そして、特定のｐＨに調整することができる。試薬は、本明細書で説明されるに、容器の試薬モジュール、例えば、容器アセンブリ４７００の試薬モジュール４７４０、または任意の他の試薬モジュールの中に配置することができる。
送達部材は、例えば、送達部分３７７０、送達部材４７７０、または試薬を搬送することができる流路を画定する任意の他の構造及び／または機構とすることができる。４０６で、反応チャンバの表面に沿って試料の中へ流れる様式で、試薬が搬送される。このようにして、本明細書で説明されるように、試料の中への試薬の送達は、信号を読み取る精度を強化する様式で行うことができる。いくつかの実施形態において、搬送することは、試料の表面に対して非垂直な方向に試薬を搬送することを含むことができる。いくつかの実施形態において、試薬は、１秒あたり少なくとも１ミリリットルの流量で搬送される。いくつかの実施形態において、搬送することは、試薬容積内でプランジャをある方向に移動させることを含み、送達部材の第１の端部分は試薬容積内に配置され、及び送達部材の第２の端部分は反応チャンバ内に配置される。いくつかの実施形態において、送達部材の移動は、部材を、方向、例えば送達部分４７７０に対して非平行な出口方向に搬送する。
４０８で、試料に到達すると、試薬が一連のレポーター分子と反応し、信号を生成する。レポーター分子の生成は、本明細書で説明されるシステム、組成、及び方法のいずれかに従うことができる。４１０で、検出器を介して信号を受け取る。信号は、例えば、生存細胞を決定するために、及び／または遺伝子が試料中の標的細胞内に存在することをレポーティングするために使用することができる。いくつかの実施形態において、信号を受け取ることは、試薬を搬送した後に６０秒未満にわたって行われる。
本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかは、本明細書で開示される方法のいずれかに従って容器アセンブリ内に含有される試料に対して同定及び／または検出過程を行うための任意の適切な機器によって、操作すること、取り扱うこと、及び／または作動させることができる。例えば、いくつかの実施形態において、本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかは、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子方法及び／またはレポーターシステム等の、生物学的または非生物学的ベクターを使用して、試料内の標的細胞の生存細胞のレポーティング、及び／または遺伝子のレポーティングを行う機器によって、操作すること、及び／または作動させることができる。このようにして、システム（例えば、容器または一連の容器、形質導入粒子、試薬及びその他組成物、ならびに機器）は、例えばＭＲＳＡ、クロストリジウム−ディフィシル、バンコマイシン耐性腸球菌等の迅速な、及び／または自動化された検出等の、数多くの異なる検定に使用することができる。いくつかの実施形態において、機器はまた、本明細書で示され、説明されるタイプの１つの容器及び／または一連の容器の中に含有される試料における反応を容易にする、生成する、サポートする、及び／または促進するように構成することもできる。そのような反応としては、例えば、形質導入粒子（例えば、本明細書で説明される形質導入粒子のいずれか）と試料との相互作用及び／または混合、レポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）と基質（例えば、トリデカナール）との相互作用及び／または混合が挙げられる。そのような反応は、本明細書で説明される方法に従って、本明細書で説明される機器に含まれる構成要素によって検出することができる、例えば発光反応を介して、信号を生成することができる。
いくつかの実施形態において、システムは、種々のサブアセンブリを含み、また、容器を操作する、容器の作動機構を作動させる、容器を維持する、及び／または容器において生成される信号を検出するように構成される、機器を含むことができる。例えば、図４３〜図４５は、それぞれ、第１の構成、第２の構成、及び第３の構成における、機器１１００の一部分を示す。機器１１００は、その中に配置される試料を含むことができる容器、例えば容器１１７００を受け取るように構成され、さらに、容器１１７００を操作し、例えば発光反応を介して、該容器において生成される信号を検出するように構成することができる。容器１１７３２は、試薬容積１１７４２及び反応容積１１７３２を画定する。機器１１００は、検出器１２１２を含有及び／または支持する内部容積を画定する筐体１１１０と、保持部材１６１０と、活性化部材１６３６と、アクチュエータ１６５２とを含む。容器１１７００を受け取るように示されているが、機器１１００は、本明細書で説明される任意の容器アセンブリを受け取るように構成することができ、また、本明細書で説明される任意の方法、例えば、方法１５０、２００、３００、または４００を行うために使用することができる。
示されるように、保持部材１６１０は、機器１１００の中に配置される試料容器１１７００の第１の部分１１７３３に接触して、容器１１７００の移動を制限するように構成される。同様に前述のように、保持部材１６１０は、試料容器１１７００に接触して、機器１１００（例えば、検出器１２１２）の一部分に対する試料容器１１７００の移動横方向移動及び／または回転を制限するように構成される。いくつかの実施形態において、保持部材１６１０は、試料容器１１７００の周期的な移動（例えば、振動）を制限するように構成することができる。
活性化部材１６３６は、アクチュエータ１６５２に連結され、また、保持部材１６１０にも移動可能に連結される。活性部材１６３６は、容器１１７００の第２の部分１１７５２に係合して、試薬（例えば、トリデカナール）を試薬容積１１７４２から反応容積１１７３２の中へ搬送するように構成される。アクチュエータ１６５２は、第１の位置（図４３）と、第２の位置（図４４）と、第３の位置（図４５）との間で活性化部材１６３６を移動させるように構成される。同様に前述のように、アクチュエータ１６５２は、機器１１００及び／または保持部材１６１０に対して活性化部材１６３６を移動させるように構成される。
活性化部材１６３６が第１の位置にあるときに、保持部材１６１０は、容器１１７００の第１の部分１１７３３から離間され、かつ、活性化部材１６３６は、容器１１７００の第２の部分１１７５２から離間される。このようにして、容器１１７００は、検出器１２１２に対して移動させて、例えば容器または同類のものを位置付けることができる。活性化部材１６３６が第２の位置（図４４）にあるときに、保持部材１６１０は、容器１１７００の第１の部分１１７３３に接触するように構成される。このようにして、機器１１００（例えば検出器）の一部分に対する試料容器１１７００の移動が制限される。さらに、活性化部材１６３６は、第２の構成において容器１１７００の第２の部分１１７５２から離間された状態を維持する。図４５で示されるように、アセンブリが第２の構成に移動するときに、保持部材１６１０の係合面１６２０は、活性化部材１６３６に含まれる対応する表面１６４４と接触する。表面１６４４は、保持部材１６１０の係合面１６１２が容器１１７００の第１の部分１１７３３に接触するのを付勢するように成形及び／または構成される。
より具体的には、図４４で示されるように、アセンブリが第２の構成に移動するときに、アクチュエータ１６５２は、活性化部材１６３６を容器１１７００の縦軸ＡＬによって画定される第１の方向（矢印ＡＡで示される）に移動させる。保持部材１６１０の係合面１６２０と、活性化部材１６３６の対応する表面１６４４との係合は、図４４の矢印ＢＢで示されるように、保持部材１６１０を第２の方向に移動させる。同様に前述のように、活性化部材１６３６は、保持部材１６１０に係合して、保持部材１６１０を縦軸ＡＬに対して垂直な方向に、容器１１７００に向かって移動させる。
図４４で示されるように、第２の構成（活性化部材１６３６が第２の位置にあるとき）において、容器１１７００は、容器１１７００が距離ｄだけ検出器１２１２から離れるように、筐体１１１０の中に配置される、及び／または筐体１１１０の一部分と接触している。距離ｄは、検出中に維持される信号経路長（例えば、光路長）を画定する。さらに、保持部材１６１０は、容器１１７００の横方向移動、横への揺動、または垂直運動が制限及び／または排除される（例えば、矢印ＣＣを参照されたい）ように、容器１１７００を筐体１１１０の一部分と接触するように維持する。一貫した、かつ繰り返し可能な信号経路長を維持することは、容器１１７００の反応容積において生成される信号の繰り返し可能で高品質な測定をもたらすことができる。いくつかの実施形態において、機器１１００は、フラッシュ発光反応によって生成される信号を検出するために、本明細書で説明される方法のいずれかと併せて使用することができる。
活性化部材１６３６が第３の位置にある（第３の構成に対応する）とき、活性化部材１６３６は、容器１１７００の第２の部分１１７５２と係合して、図４５において矢印ＤＤで示されるように、試薬容積１１７４２から反応容積１１７３２に試薬を搬送する。いくつかの実施形態において、活性化部材１６３６は、活性化部材１６３６が第１の位置から第２の位置に移動するときに、容器１１７００に係合し、容器１１７００の試薬容積１１７４２内を移動するように構成される、プランジャ部分を含むことができる。より具体的には、第３の構成（図４５）に移動するときに、アクチュエータ１６５２は、活性化部材１６３６を矢印ＡＡで示される方向に沿ってさらに移動させ、よって、活性化部材１６３６のプランジャ部分が、容器１１７００の係合部分１１７５２に接触し、次いで、試薬容積１１７４３の中へ移動する。活性化部材１６３６がその第２の位置からその第３の位置に（すなわち試薬容積１１７４２内を）移動するときに、該活性化部材は、その中に含有される試薬、例えばトリデカナール等の基質を反応容積１１７３２の中へ搬送する。試薬は、試料Ｓの中へ流れ込み、そして、試料Ｓと相互作用して、検出器１２１２によって検出することができる信号を生成する。例えば、試薬は、試料溶液中に存在するレポーター分子のルシフェラーゼと相互作用する、トリデカナールとすることができる。相互作用は、例えば光検出器とすることができる検出器１２１２によって検出される、発光を生成する。
アセンブリが第２の構成から第３の構成に移動するときに、保持部材１６１０は、第３の構成の容器１１７００の第１の部分１１７３３と接触している状態を維持する。このようにして、容器が検出器１２１２に対して定位置にあるときに、例えば基質とすることができる試薬を試料に加えることができる。上で論じられるように、この配設は、信号の繰り返し可能な測定を容易にする。
いくつかの実施形態において、機器１１００はまた、第２の活性化部材（図示せず）を含むこともでき、該第２の活性化部材は、試料容器１１７００の第３の部分に係合して、例えば、第２の試薬容積から反応容積の中へ第２の試薬、例えば形質導入粒子を搬送するように構成することができる。第２の活性化部材は、第１の活性化部材１６３６に移動可能に連結することができ、また、活性化部材１６３６が第１の位置にある（すなわち、アセンブリが第１の構成にある）ときに、容器１１７００の第３の部分に接触するように構成することができる。したがって、そのような実施形態において、アセンブリが第１の構成にあるときに、（例えば、第２のアクチュエータによって）第２の活性化部材を移動させて第２の試薬を搬送することができる。
いくつかの実施形態において、第２の活性化部材の少なくとも一部分は、第１の活性化部材１６３６内で移動可能に配置することができる。いくつかの実施形態において、保持部材１６１０はまた、活性化部材１６３６が第１の位置から第２の位置に変位するときに回転するように構成することもできる。
いくつかの実施形態において、機器２１００の一部分は、本明細書で示され、説明されるタイプの容器を操作する、及び／または作動させるための一連の把持部を含むことができる、保持アセンブリを含むことができる。例えば、以下、図４６〜図４８を参照すると、機器２１００は、検出器２２１２と、保持アセンブリ２６１０と、機器２１００と、活性化部材２６３６と、アクチュエータ２６５２とを含む。機器２１００は、図４３〜図４５を参照して本明細書で説明される、容器アセンブリ１１７００を含む。しかしながら、機器２１００は、本明細書で説明される任意の他の容器を受け取る、及び／または操作するために使用することができ、また、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法１５０、２００、３００、または４００を行うために使用することができる。
図４３〜図４５で示されるように、保持アセンブリ２６１０は、容器１１７００の第１の部分１１７３３に接触して、容器１１７００の移動を制限するようにそれぞれが構成される、第１の把持部２６１２ａ及び第２の把持部２６１２ｂを含む。このようにして、保持アセンブリは、数ある他の機能の中でも、図４３〜図４５を参照して上で説明される、繰り返し可能な検出を容易にすることができる。各把持部は、対応する把持部２６１２ａ、２６１２ｂに力を働かせて、把持部を閉鎖構成に向かって付勢するように構成される、バイアス部材２６２２、例えばばねに連結される。
活性化部材２６３６は、保持アセンブリ２６１０に移動可能に連結され、また、アクチュエータ２６５２に動作可能に連結される。アクチュエータ２６５２は、第１の位置と第２の位置との間で、活性化部材２６３６を保持アセンブリ２６１０及び／または容器１１７００に対して移動させるように構成される。活性化部材は、活性化部材２６３６が第１の位置にあるときに、保持アセンブリ２６１０の表面と接触して、第１の把持部２６１２ａ及び第２の把持部２６１２ｂを開放構成に維持するように構成される、第１の表面２６４２を含む。例えば、図４６は、第１の構成にある機器２１００を示し、よって、活性化部材２６３６は、第１の位置にあり、活性化部材２６３６の表面２６４２は、保持アセンブリ２６１０と接触しており、それによって、把持部２６１２ａ、２６１２ｂを開放構成に維持する。
第２の位置において、活性化部材２６３６の第２の表面２６４４は、保持アセンブリ２６１０の表面に接触するように構成され、よって、バイアス部材２６２２が、第１の把持部２６１２ａ及び第２の把持部２６１２ｂを閉鎖構成に付勢する。より具体的には、第２の構成（図４７）に向かって移動するときに、アクチュエータ２６５２は、矢印ＦＦで示される方向に、容器１１７００の縦軸ＢＬに沿って、活性化部材２６３６をその第１の位置からその第２の位置に移動させる。この活性化部材２６３６の運動は、保持アセンブリ２６１０を活性化部材２６３６の第２の表面２６４４と接触させる。この位置において、バイアス部材２６２２は、矢印ＥＥで示される第２の方向に把持部２６１２ａ、２６１２ｂを移動させるように付勢し、よって、把持部２６１２ａ、２６１２ｂが、容器１１７００の第１の部分１１７３３に接触する。いくつかの実施形態において、第１の位置から第２の位置への活性化部材２６３６の移動はまた、把持部を容器１１７００に向かって回転させることもできる。
活性化部材２６３６は、容器１１７００の第２の部分１１７５２に係合し、そして、試薬、例えばトリデカナール等の基質を試薬容積１１７４２から反応チャンバ１１７３２の中へ搬送するように構成される。より具体的には、図４８で示されるように、第３の構成に向かって移動するときに、アクチュエータ２６５２は、活性化部材２６３６のプランジャ部分２６３８が容器１１７００の第２の部分１１７５２に接触し、容器１１７００の試薬容積１１７４２内で第１の位置から第２の位置に移動するまで、活性化部材２６３６を矢印ＦＦで示される方向に移動させ続けることができる。したがって、プランジャ部分２６３８は、試薬容積の中に配置される試薬、例えばトリデカナール等の基質を、反応容積１１７３２の中へ連通することができる。基質は、反応容積１１７３２の中に配置される試料Ｓ中に含まれるレポーター分子、例えばルシフェラーゼと反応して、検出器２２１２によって検出することができる信号、例えば発光を生成することができる。
示されるように、把持部２６１２ａ、２６１２ｂは、第３の構成において、容器１１７００と接触した状態を維持し、または別様には、該容器に係合した、それを握った、挟持した、または固定した状態を維持する。これは、上で説明されるように、矢印ＧＧで示されるような容器１１７００の横方向移動、横への揺動、または垂直運動を防止し、検出器２２１２からの一貫した信号経路長ｄを維持する。示されるように、容器アセンブリ１１７００の保持及び作動（例えば、投入）は、単一のアクチュエータを使用して、及び、試料容器１１７００が検出動作のための所望の位置になるまで試薬を試料容器１１７００の中へ搬送することができないように協働的に構成される保持アセンブリ２６１０及び活性化部材２６３６によって達成される。
いくつかの実施形態において、機器は、検出器アセンブリを含むことができ、該検出器アセンブリは、背景光を最小にするように、信号検出の較正を容易にするように、または同類のことを行うように構成される、試料容器及びシャッターを受け取るための筐体を含むことができる。例えば、図４９〜図５０で示されるように、機器は、検出器アセンブリ３２００を含むことができる。検出器アセンブリ３２００は、筐体３２０２と、検出器３２１２と、シャッター３２３０とを含む。検出器アセンブリ３２００は、容器１２７００を受け取り、該容器の中で生成される信号を分析するように構成される。そのような信号は、例えば基質及びレポーター分子の相互作用に起因する等の、本明細書で説明される方法のいずれかによって生成することができる。いくつかの実施形態において、信号は、フラッシュ発光反応によって生成することができる。検出器アセンブリ３２００は、任意の他の容器、例えば容器１７００または本明細書で説明される任意の他の容器を受け取るように構成することができ、また、本明細書で説明される任意の方法、例えば方法１５０、２００、３００、または４００を行うために使用することができる。
示されるように、筐体３２０２は、チャネル３２０９及び検出容積３２３４を画定する。チャネル３２０９は、容器１２７００または任意の他の容器を受け取るように構成される。検出容積３２３４は、チャネル３２０９を検出器３２１２と連通して配置するように構成される。筐体３２０２はさらに、第１のシール表面３２０６と、第２のシール表面３２０７とを含む。使用に際し、容器１２７００の第１の部分１２７３３及び第１のシール表面１２７３３は、容器１２７００の第２の部分１２７３２が検出容積３２３４内に配置されたときに（例えば、図５０を参照されたい）、筐体３２０２の外側の容積から検出容積３２３４を隔離する。このようにして、容器１２７００の第１の部分１２７３３及び第１のシール表面１２７３３は、容器１２７００がその中に含有される試料の検出のためにチャネル３２０９内に位置付けられたときに、検出容積３２３４内の背景雑音（例えば、周囲光）を排除する、及び／またはその量を制限することができる。
シャッター３２３０は、筐体３２０９内に配置される。シャッター３２３０は、第１のシャッター位置（図４９）と第２のシャッター位置（図５０）との間で移動可能である。シャッターが第１のシャッター位置（すなわち、アセンブリの第１の構成）にあるときに、シャッター３２３０は、第１の位置にあり、よって、筐体３２０２の第２のシール表面３２０７及びシャッターのシール表面３２３１は、接触しており、また、チャネル３２０９から検出容積３２３４を隔離する。いくつかの実施形態において、第１のシール表面３２０６は、ガスケットとすることができる。このようにして、第１の構成にあるときに、いかなる背景信号、例えば光も検出容積３２３２に進入することができない。したがって、第１の構成にあるときに、検出器３２１２を較正することができ、及び／または後で信号データを処理する際に使用するために背景信号を検出することができる。
図５０で示されるように、シャッター３２３０は、筐体３２０２のチャネル３２０９が検出容積３２３４と連通するように、第２のシャッター位置へ移動させることができる。シャッターが第２のシャッター位置にあるときに、筐体３２０２のチャネル３２０９は、検出容積３２３４と連通している。より具体的には、いくつかの実施形態において、シャッター３２３０は、容器１２７００の第２の部分１２７３５によって係合されるように構成される活性化表面を含み、よって、シャッター３２３０は、容器１２７００がチャネル３２０９内を移動するときに、第１の位置から第２の位置（図５０）に移動することができる。このようにして、容器１２７００の第２の部分１２７３５が検出容積３２３４と連通して配置されるときに、シャッター３２３０が移動する。換言すれば、いくつかの実施形態において、シャッター３２３０は、容器１２７００の第２の端部分１２７３５が検出容積３２３４の外側のチャネル３２０９内にあるときに、第１のシャッター位置にあることができ、シャッター３２３０は、容器１２７００の第２の端部分１２７３５が検出容積３２３４内に配置されるときに、第２のシャッター位置にあることができる。
図４９で示されるように、容器１２７００は、第１の位置から下方に（または遠位に）チャネル３２０９の中へ移動させることができ、よって、容器１２７００の第２の端部分１２７３５は、矢印ＧＧで示されるように、シャッター３２３０に接触して、シャッター３２３０を第１のシャッター位置から第２のシャッター位置に付勢する。いくつかの実施形態において、シャッター３２３０は、容器１２７００の第２の部分１２７３５がチャネル３２０９内を検出容積３２３４に向かって移動して第２のシャッター位置に向かってシャッター３２３０を移動させるときに、容器１２７００の第２の部分１２７３５に係合するように構成される、傾斜路を含むことができる。
いくつかの実施形態において、シャッター３２３０は、チャネル３２０９の縦軸をオフセットする方向に筐体３２０２内を平行移動するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ２２００はまた、第１のシャッター位置に向かってシャッター３２３０を付勢するように構成される、バイアス部材も含むことができる。
いくつかの実施形態において、シャッター３２３０は、較正ポート（図示せず）を画定することができる。シャッター３２３０が第１の位置にあるときに、較正ポートは、例えば検出器３２１２を較正するために、較正光源を検出容積３２３４と連通して配置するように整列する、及び／または構成することができる。シャッター３２３０が第２の位置にあるときに、較正ポートを検出容積３２３４から隔離することができ、それによって、検出容積からのあらゆる信号の漏出、及び／または周囲光が検出容積に進入することを防止する。
いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ、例えば検出器アセンブリ３２００または本明細書で説明される任意の他の検出器アセンブリは、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体を含むことができる。筐体はまた、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される、シール表面及び検出容積を画定することもできる。検出器アセンブリはさらに、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で筺体内に移動可能に配置される部分を有するシャッター、例えばシャッター３２３０または本明細書で説明される任意の他のシャッターを含むことができる。シャッターは、シール表面と、作動部分とを含むことができ、該作動部分は、試料容器の遠位端部分に係合して、容器の遠位端部分が検出容積に向かって移動するときに、シャッターを第１のシャッター位置から第２のシャッター位置に移動させるように構成される。シャッターのシール表面及び筺体のシール表面は、シャッターが第１のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成することができ、一方で、筺体のチャネルは、シャッターが第２のシャッター位置にあるときに、検出容積と連通することができる。
いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ、例えば検出器アセンブリ３２００または本明細書で説明される任意の他の検出器アセンブリは、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定する筐体を含むことができる。筐体はまた、チャネルを検出器と連通して配置するように構成される検出容積も画定し、さらに、シール表面を含む。検出器アセンブリはまた、シャッター、例えばシャッター３２３０または本明細書で説明される任意の他のシャッターも含むことができ、シャッターは、較正光源を受け取るように構成される較正ポートを画定する。シャッターは、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で筺体内に移動可能に配置することができ、よって、シャッターのシール表面及び筺体のシール表面は、シャッターが第１のシャッター位置にあるときに、検出容積を筐体のチャネルから隔離するように構成される。さらに、第１のシャッター位置において、較正ポートは、検出容積と連通することができる。シャッターは、シャッターが第２のシャッター位置にあり、かつ、較正ポートを検出容積から隔離することができるときに、筺体のチャネルが検出容積と連通することができるように構成することができる。
以下、図５１〜図９５を参照すると、機器１１０００は、筐体１１１００と、加熱器アセンブリ１１４００と、駆動アセンブリ１１５００と、操作装置アセンブリ１１６００と、検出器アセンブリ１１２００とを含むことができる。筐体１１１００は、本明細書で説明されるように、機器１１０００の構成要素及び／またはアセンブリのそれぞれのためのマウントを収容する、含有する、及び／または提供するように構成される。加熱器アセンブリ１１４００は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ３７００を受け取るように、及びその中に含有される試料を加熱するように構成される。同様に前述のように、加熱器アセンブリ１１４００は、標的細胞を含有する試料を、所望の期間にわたって所定の温度に（例えば、本明細書で説明されるように、ほぼ２時間または４時間にわたって、室温以上、摂氏２５度、または摂氏３７度に）維持するように構成される。駆動アセンブリ１１５００は、筐体１１１００内の３Ｄ空間において、操作装置アセンブリ１１６００（及びそれに連結される容器アセンブリ３７００）を駆動する、移送する、及び／または移動させるように構成される。換言すれば、駆動アセンブリ１１５００は、筐体１１１００内でＸ、Ｙ、及び／またはＺ方向に操作装置アセンブリ１１６００を移動させることができる。操作装置アセンブリ１１６００は、筐体１１１００内で容器（例えば、容器アセンブリ３７００）を操作する、把持する、及び／または作動させるように構成される。例えば、操作装置アセンブリ１１６００は、容器アセンブリ３７００に解除可能に連結して、それを係合して、保持して、係止して、及び／または固定して、筐体１１１００内の第１の場所から第２の場所に容器を移送するように構成される。同様に前述のように、操作装置アセンブリ１１６００及び操作装置アセンブリ１１６００は、第１のサブアセンブリと別のサブアセンブリとの間で容器アセンブリ３７００を移送するように、及び／または容器アセンブリ３７００の作動機構を作動させて、試薬及び／または溶液を容器アセンブリ３７００の一方の部分からもう一方の部分に移送するように構成される。検出器アセンブリ１１２００は、容器アセンブリ３７００の少なくとも一部分内から信号、例えば発光を検出するように構成される。検出信号は、容器の反応チャンバ内で起こる化学反応、例えばレポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）と基質（例えば、トリデカナール）との相互作用によって生成することができる。これらのアセンブリのそれぞれは、機器１１０００によって行うことができる種々の方法の説明に従って、下でさらに詳細に説明される。機器１１０００が容器アセンブリ３７００を操作する、及び／または作動させるように示され、説明されているが、機器１１０００は、本明細書で説明される容器アセンブリのいずれかを受け取ること、及び／または操作することができる。
図５１〜図５４で示されるように、筐体１１１００は、機器１１０００のサブアセンブリを収容する、含有する、及び／または装着するための内部容積を画定する。筐体１１１００は、任意の適切な剛体の、軽量な、及び丈夫な材料から形成することができる。例示的な材料としては、ポリテトラフルオロエチレン、高密度ポリエチレン、ポリカーボネート、他のプラスチック、アクリル、アルミニウム等のシート金属、任意の他の適切な材料、またはそれらの組み合わせが挙げられる。筐体は、比較的滑らかで、鋭い縁部を含まないようにすることができる。筐体は、側壁１１１０２と、蓋１１１０４と、前面パネル１１１０６とを含む。蓋１１１０４は、側壁１１１０２に枢動可能に装着され、また、筐体１１１００が閉鎖される第１の位置から、例えば筐体１１１００内に配置されるサブアセンブリのアクセスを可能にするために、筐体１１１００が開放される第２の位置まで、該側壁の枢軸マウントを中心に旋回することができる。前面パネル１１１０６は、第１の開口部１１１０８及び第２の開口部１１１１０を画定する。第１の開口部１１１０８及び第２の開口部１１１１０は、本明細書で説明されるように、一連のカートリッジ１１３００（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、またはそれ以上；図５２を参照されたい）を着脱可能に受け取るように構成される。各カートリッジ１１３００は、一連の容器アセンブリ、例えば容器アセンブリ３７００を含有及び／または保持することができる。第１の開口部１１１０８は、搬入ゾーンとなるように構成すること、すなわち、その中に配置される一連の容器アセンブリ３７００を有する一連のカートリッジ１１３００を着脱可能に受け取るように構成することができる。一連の容器は、本明細書で示され、説明される方法のいずれかに従う分析のための試料を含むことができる。特に、容器は、標的細胞（例えば、ＭＲＳＡ）の存在のためのスクリーニングのための試料を含むことができる。第２の開口部１１１１０は、搬出ゾーンとするように構成され、すなわち、その中に配置される容器を有する一連のカートリッジ１１３００を着脱可能に受け取るように構成され、該容器は、機器によって分析した、例えば機器１１０００のサブアセンブリのいずれか、及び本明細書で説明される方法、例えば方法４００を使用して細菌の存在について分析した試料を収容する。
筐体１１１００は、筐体１１１００の後方に位置するインターフェース１１１１２を含む。インターフェース１１１１２は、例えば機器１１０００に電力を連通するための、電気プラグ１１１２２を含む。インターフェース１１１１２はまた、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、及び／またはインターネットを介して、例えば外部デバイス、例えばローカルコンピュータ、リモートコンピュータ、及び／または実験室情報システム１９００との通信を可能にするための、通信インターフェース１１１２４も含む。通信インターフェース１１１２４は、ハードワイアードインターフェース、例えばＤＳＬ及び／またはＲＪ４５とすることができる。筐体１１１１０はまた、空気、例えば機器１１０００のサブアセンブリの動作により発生した熱によって加熱された空気を排気することを可能にするように構成される、後壁上の通気孔１１１１４も含む。いくつかの実施形態において、通気孔１１１１４は、例えば機器の迅速な冷却を可能にするために、機器１１０００からの増速した排気空気の流れを生成するためのファンを含むことができる。筐体１１１００はまた、機器１１０００の表面に対するクッション付きの着座を提供するように構成される、底面の一連のバンパー（例えば、４つ、５つ、または６つ）も含む。バンパーは、振動吸収材料及び高摩擦材料、例えばゴムから作製することができ、また、例えば駆動アセンブリ１１５００によって引き起こされる、機器１１０００のあらゆる振動を吸収するように、及び／または機器１１０００が配置される表面を該機器が摺動することを防止するように構成することができる。
図５５〜図５７は、内部構成要素及びサブアセンブリをより明らかに示すための、筐体１１１００を取り外した種々の角度からの機器１１０００の斜視図を示す。機器１１０００は、機器１１０００の構成要素及びサブアセンブリを連結するためのマウントを提供するように構成される基板１１１１８を含む。以下、図５８も参照すると、機器は、基板１１１１８上に装着される電力供給源１１１２０を含む。電力供給源１１１２０は、当技術分野において一般的に知られているような、任意の市販の電力供給源とすることができる。電力供給源１１１２０は、電気プラグ１１１２２から電力、例えば６０Ｈｚで１１０Ｖまたは５０Ｈｚで２２０Ｖを受け取り、該電力を機器のサブアセンブリが使用可能な電力に変換するように、例えば降圧、昇圧、制御電流等を行うように構成される。
以下、図５９も参照すると、機器１１０００は、例えばジップタイを介して、フレーム１１１２７に連結され、フレーム１１１２７を介して基板１１１１８上に配置される、プロセッサ１１１２６を含む。プロセッサ１１１２６は、機器１１０００に含まれる種々のサブアセンブリの動作を制御するように構成することができる。例えば、プロセッサ１１１２６は、コンピュータ、プログラマブル論理チップ（ＰＬＣ）、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣチップ、ＡＲＭチップ、及び／またはそれらの組み合わせとすることができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ１１１２６は、機器１１０００のサブアセンブリ、例えば加熱器アセンブリ１１４００、駆動アセンブリ１１５００、操作装置アセンブリ１１６００、検出器アセンブリ１１２００、及び／または機器１１０００に含まれる任意の他の構成要素を動作させるための命令を含むことができる、アルゴリズムまたはソフトウェアを含むことができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ１１１２６はまた、プログラム可能でもあり得、例えば、機器１１０００の動作パラメータ等の、ユーザからの命令を受け付けるように構成することができる。いくつかの実施形態において、プロセッサ１１１２６はまた、例えば状態及び／もしくは任意の他の情報（例えば、分析する容器、陽性試料、陰性試料）または命令を記憶するために、メモリも含むことができる。
以下、図６０も参照すると、機器１１０００はまた、例えばジップタイを介してマウント１１１２９に連結され、基板１１１１８上に配置される、通信モジュール１１１２８も含む。通信モジュール１１１２８は、プロセッサ１１１２６から、外部デバイス、例えば実験室情報システム（ＬＩＳ）、リモートコンピュータ、スマートフォンアプリ、及び／またはリモートサーバに情報を通信するように構成される。いくつかの実施形態において、通信モジュール１１１２８はまた、本明細書で説明される方法を行い易くするよう命令を受け取るように構成することもできる。通信モジュール１１１２８は、標準通信プロトコル、例えばＵＳＢ、ファイヤワイヤ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、低電力Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、及び／または任意の他の通信装置を用いること、及び／またはそれらと互換性があるものとすることができる。
図６１〜図６３で示されるように、機器１１０００は、基板１１１１８上に装着される一連のカートリッジ受容器１１３５０を含む。カートリッジ受容器１１３５０のそれぞれは、カートリッジ１１３００を着脱可能に受け取るように構成される。図５５〜図５７は、第１の構成における一連のカートリッジ１１３００を示し、よって、一連のカートリッジ１１３００は、一連のカートリッジ受容器１１３５０に連結され、機器１１０００の筐体１１１００の実質的に内側に配置される。図６１は、第２の構成における一連のカートリッジ１１３００を示し、該構成において、一連のカートリッジ１１３００は、対応するカートリッジ受容器１１３５０から連結解除され、また、機器１１０００の筐体１１１００の実質的に外側に配置される。一連のカートリッジ１１３００は、カートリッジ１１３００の「搬入」及び「搬出」の双方を含むことができるが、示されるように、カートリッジ１１３００は、互いに実質的に類似しており、交換可能に使用することができる。他の実施形態において、機器は、容器アセンブリの搬入（例えば、入力）及び容器アセンブリの搬出（例えば、出力）のための異なるカートリッジを含むことができる。各カートリッジ１１３００は、近位端部１１３０２と、遠位端部１１３０１とを含む。遠位端部１１３０１は、カートリッジ受容器１１３５０と係合し、そして、それに可逆的に連結するように構成される。近位端部１１３０２は、本明細書で説明されるように、ユーザがカートリッジ１１３００を操作すること、例えば、カートリッジ１１３００を搬入または搬出することを可能にするように構成される。
図６２は、カートリッジ１１３００の斜視図を示す。カートリッジ１１３００は、軽量で剛体の材料、例えばプラスチックから形成することができ、また、滑らかで、鋭い縁部を比較的含まない表面を有することができる。カートリッジ１１３００は、容器の少なくとも一部分、例えば容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２または本明細書で説明される任意の他の容器を着脱可能に受け取るように構成される、一連の差込口１１３０４を画定する。本明細書で示されるように、カートリッジ１１３００は、１２個の差込口１１３０４を含む。しかしながら、他の実施形態において、カートリッジ１１３００は、１つ、２つ、４つ、６つ、８つ、１０個、１４個、１６個、またはさらに多数の差込口１１３０４を含むことができる。一連の差込口１１３０４のそれぞれは、容器の反応チャンバ、例えば容器アセンブリ３７００または本明細書で説明される任意の他の容器の反応チャンバ３７３２を、精密な許容度で受け取るように成形し、サイズ決定することができる。このようにして、カートリッジ１１３００及び差込口１１３０４は、容器の横方向移動を制限することができる。さらに、一連の差込口のうちの差込口１１３０４は、試薬モジュール、例えば容器アセンブリ３７００または本明細書で説明される任意の他の容器の試薬モジュール３７４０が、差込口１１３０４の実質的に外側に配置されるような深さを有することができる。このようにして、容器アセンブリの少なくとも一部分は、操作装置アセンブリ１１６００によって操作するために露出させること、及び／またはアクセス可能とすることができる。
一連の差込口１１３０４のそれぞれはまた、差込口１１３０６の側壁の少なくとも一部分に沿って、スロット１１３０６も含む。いくつかの実施形態において、スロット１１３０６は、例えば差込口１１３０４からの容器の取り出しを容易にするために、差込口１１３０４内に配置される容器の反応チャンバ、例えば反応チャンバ３７３２の側壁にユーザがアクセスすることを可能にするように構成することができる。他の実施形態において、スロット１１３０６は、差込口１１３０４内の容器アセンブリの（例えば、ラベルを介した）光学的監視及び／または同定を可能にするように構成することができる。
カートリッジ１１３００の近位端部１１３０２は、例えば機器１１０００からのカートリッジ１１３００の搬入／搬出を容易にするために、ユーザによって係合されるように構成されるアーム１１３０８を含む。アーム１１３０８は、例えばカートリッジ１１３００を操作するユーザに対する物理的ストレスを最小にするために、人間工学的な形状を有することができる。
カートリッジ１１３００は、カートリッジの全長に沿って近位端部１１３０２から遠位端部１１３０１まで続く凹部１１３１０を含む。この凹部は、本明細書で説明されるように、カートリッジ受容器１１３５０のガイドレール１１３５２によって摺動可能に受け取られるように成形し、サイズ決定することができる。カートリッジ１１３００の遠位端部１１３０１はまた、タブ１１３１２を含む。タブ１１３１２は、本明細書で説明されるように、近位端部１１３１２から突出し、カートリッジ受容器１１３５０のセンサ１１３６２とインターフェースするように構成される。
図６３は、機器１１０００に含まれるカートリッジ受容器１１３５０の斜視図を示す。カートリッジ受容器１１３５０は、例えばねじ、ボルト、リベット、または同類のものを介して、基板１１１１８に固定して装着することができる。カートリッジ受容器は、軽量で剛体の耐磨耗性材料、例えばアルミニウム等の金属から形成することができる。カートリッジ受容器１１３５０は、カートリッジ１１３００の凹部１１３１０の中へ摺動するように構成されるガイドレール１１３５２を含み、よって、カートリッジ１１３００を、カートリッジ受容器１１３５０によって摺動可能に受け取ること、及び／または該カートリッジ受容器に連結することができる。カートリッジ受容器１１３５０は、ガードレール１１３５２の開口部の中に少なくとも部分的に配置することができる、ラッチ１１３５４を含む。ラッチ１１３５４は、カートリッジ１１３００をカートリッジ受容器１１３５０に係止する、保持する、及び／または固定するために、カートリッジ１１３００の凹部１１３１０に含まれるノッチ１１３１４（図６４）に係合するように構成される、第１の部分１１３５５を含む。ラッチ１１３５４は、カートリッジ受容器１１３５０に含まれるアクチュエータ１１３６０のシャフト１１３６１に装着される、第２の部分１１３５６を含む。ばね１１３５８もシャフト１１３６１に装着される。ばね１１３５８は、本明細書で説明されるように、ラッチ１１３５４に連結され、また、ラッチ１１３５４を付勢してカートリッジ１１３００に係止及び／または係合するように動作可能である。ばね１１３５８は、例えば、例えば引張コイルばね等の引張ばねとすることができる。カートリッジ受容器１１３５０は、センサ１１３６２を含む。センサ１１３６２は、運動センサ、位置センサ、光学センサ、圧電センサ、または任意の他の適切なセンサ等の、任意の適切なセンサとすることができる。上で説明されるように、センサ１１３６２は、例えばカートリッジ１１３００が完全に第２の構成にあり、また、カートリッジ受容器１１３５０に完全に連結されることを確実にするために、カートリッジ１１３００のタブ１１３１２とインターフェースして、カートリッジ１１３００の位置を決定する、及び／または有効とするように構成される。
図６４は、第２の構成におけるカートリッジ１１３００の側断面図を示し、よって、カートリッジ１１３００がカートリッジ受容器１１３５０に完全に連結される。第２の構成では、カートリッジ受容器１１３５０のガイドレール１１３５２が、実質的に凹部１１３１０の中へ配置され、ラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５が、カートリッジ１１３００の凹部１１３１０に含まれるノッチ１１３１４の中へ挿入される。ラッチ１１３５４は、ピン１１３６４上に枢動可能に装着され、よって、ラッチ１１３５４は、ピン１１３６４を中心に第１の位置から第２の位置に枢動することができる。第１の位置では、ラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５の少なくとも一部分がノッチ１１３１４の内側にある。第２の位置では、第１の部分１１３５５がノッチ１１３５５の外側にある。ばね１１３５８は、ラッチ１１３５４の第２の部分１１３５６に連結され、また、ラッチ１１３５４を第１の位置に付勢するように動作可能である。
使用に際し、カートリッジ１１３００は、カートリッジ１１３００の近位端部１１３０１がラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５に接触するまで、ガイドレール１１３５２に沿ってカートリッジを摺動させることによって、機器１１０００の中へ搬入することができる。ラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５は、先細表面を有し、よって、カートリッジ１１３００の近位部分１１３０１の縁部（例えば、面取りしたまたはテーパ付き縁部）がラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５の先細表面に沿って摺動し、ラッチ１１３５４を付勢して第１の位置から第２の位置に枢動させる。カートリッジ１１３００が第２の構成に向かってガイドレール１１３５２に沿ってさらに移動すると、ラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５がノッチ１１３１４に遭遇する。この時点で、ばね１１３５８がラッチ１１３５４を付勢して、ピン１１３６４を中心に枢動させ、第１の位置に戻し、よって、ラッチ１１３５４の第１の部分１１３５５がノッチ１１３１４の内側にあり、かつ、カートリッジ１１３００が第２の構成に係止される。
第２の構成において、タブ１１３１２は、上で説明されるように、センサ１１３６２に係合する。いくつかの実施形態において、センサ１１３６２は、カートリッジ１１３００がカートリッジ受容器１１３５０に完全に連結されたことを示す信号を生成する。センサ１１３６２は、例えば聴覚的（例えば、ビープ音）、視覚的（例えば、インジケータ光）、及び／または触覚的警報を使用して、カートリッジ１１３００の位置を有効とする情報をプロセッサ１１１２６及び／またはユーザに通信することができる。アクチュエータ１１３６０は、ラッチ１１３５４を第１の位置から第２の位置に付勢して、機器から取り出すためにカートリッジ１１３００を解放するように構成される。例えば、ユーザは、シャフト１１３６１がカートリッジ１１３００の近位端部１１３０２に向かって延在するように、アクチュエータ１１３６０を作動させることができ、及び／または所与の期間の後にアクチュエータ１１３６０を作動させることができる。これは、ラッチ１１３５４を、ピン１１３６４を中心に第１の位置から第２の位置に枢動させ、よって、カートリッジ１１３００は、もはやラッチ１１３５４によって固定されなくなり、そして、カートリッジ受容器１１３５０から摺動可能に取り外すことができる。
図５５〜図５７で示されるように、機器１１０００は、一連の容器、例えば容器アセンブリ３７００及び／または本明細書で説明される任意の他の容器を受け取るように構成される、加熱器アセンブリ１１４００を含む。加熱器アセンブリ１１４００は、本明細書で説明される方法のいずれかに従って、その中の容器アセンブリを加熱する、及び／またはその温度を維持するように構成される。以下、図６５〜図６７も参照すると、加熱器アセンブリ１１４００は、一連の加熱ブロック１１４２０を収容するように構成される、筐体１１４１０を含む。筐体１１４１０は、厚いステンレス鋼、他の金属、ポリマー等の、剛体の断熱材料から形成される。筐体１１４１０は、耐熱材料、例えば雲母の裏打ちまたは任意の他の断熱手段を含むことができる。筐体１１４１０は、一連の空洞１１４１２を画定し、それぞれ、精密な許容度で加熱ブロック１１４２０を受け取るようにサイズ決定され、成形される。
加熱ブロック１１４２０は、熱伝導性で剛体の摩耗耐性材料、例えば陽極酸化アルミニウムから形成することができる。加熱ブロック１１４２０は、一連の差込口１１４２２を画定し、該差込口のそれぞれは、容器、例えば容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２または本明細書で説明される任意の他の容器の少なくとも一部分を受け取るように成形され、サイズ決定される。例えば、容器は、本明細書で説明されるように、操作装置アセンブリ１１６００によって、一連の加熱ブロック１１４２０のいずれかの一連の差込口１１４２２のいずれかに配置することができ、駆動アセンブリ１１５００によって駆動され、及び／または位置付けられる。
各加熱ブロック１１４２０は、加熱ブロック１１４２０の底面に配置される加熱素子１１４２４を含む。いくつかの実施形態において、加熱素子１１４２４は、マイクロ加熱器、例えばセラミックプレート加熱器とすることができる。いくつかの実施形態において、加熱素子１１４２４は、電気エネルギー（すなわち、抵抗加熱）を使用して加熱ブロック１１４２０を加熱するために加熱ブロック１１４２０に電流を流す、電気ワイヤとすることができる。各加熱ブロック１１４２０はまた、加熱ブロック１１４２０の本体内に配置される、温度センサ１１４２６、例えば熱電対を含む。温度センサ１１４２６は、直接または機器１１０００の処理ユニット（図示せず）を通して、加熱素子１１４２０と電気連通している。このようにして、加熱素子１１４２４は、例えばセンサの温度が所定の温度レベルを超えたときに、加熱ブロック１１４２０に対する加熱を制限するように停止させる、及び／または制御することができる。このようにして、加熱ブロック１１４２４及びその中に配置される試料の温度を、本明細書で開示される方法に従って制御することができる。
図５５〜図５７で示されるように、機器１１０００は、本明細書で説明されるように、例えば操作装置アセンブリ１１６００によって容器またはそれに連結されるアセンブリを輸送するように構成される、駆動アセンブリ１１５００を含む。例えば、操作装置アセンブリ１１６００は、容器に連結することができ、駆動アセンブリ１１５００は、筐体１１１００内の第１の場所から第２の場所に、例えば、搬入カートリッジ１１３００から加熱器アセンブリ１１４００に、加熱器アセンブリ１１４００から検出器１１２００に、検出器１１２００から搬出カートリッジ１１３００に、及び／またはそれらの間の任意の他の場所で、容器の輸送を可能にするように構成することができる。
以下、図６８〜図７１も参照すると、駆動アセンブリ１１５００は、駆動アセンブリ１１５００の構成要素が装着される、支持体１１５０２、例えばフレームまたはシャーシを含む。支持体１１５０２は、基板１１１１８上に確実に装着され、また、駆動アセンブリ１１５００の運動によって引き起こされる任意の振動を吸収するように構成することができる。この支持体は、矢印ＸＸで示されるように機器１１０００のＸ軸に関するＸ軸に沿って配向される、第１の区間１１５０３ａ、及び矢印ＹＹで示されるように機器１１０００に関するＹ軸に沿って配向される、第２の区間１１５０３ｂを含む。第２の区間１１５０３ｂは、第２のガイドブロック１１５２０を介して、第１の区間１１５０３ａに移動可能に配置される、及び／またはそれに連結される。駆動アセンブリ１１５００は、第１の区間１１５０３ａに配置される第１のアクチュエータ１１５０４ａと、第２の区間１１５０３ｂに配置される第２のアクチュエータ１１５０４ｂと、フレーム１１５１２上に装着される第３のアクチュエータ１１５０４ｃとを含む。第１のアクチュエータ１１５０４ａ及び第２のアクチュエータ１１５０４ｂは、本明細書で説明されるように、マウント１１５１４上に配置されるフレーム１１５１２及び任意のサブアセンブリ、例えば操作装置アセンブリ１１６００を、それぞれ、Ｘ方向及びＹ方向に駆動するように構成される。第３のアクチュエータ１１５０４ｃは、マウント１１５１４及びその上に装着される任意のサブアセンブリ、例えば操作装置アセンブリ１１６００を、矢印ＺＺで示されるように、機器１１０００に関するＺ方向に駆動するように構成される。アクチュエータは、互いに実質的に類似し得、また、フレーム１１５１２及び／またはマウント１１５１４を、ステップ毎に一定の距離、例えばアクチュエータ１１５０４ａ、１１５０４ｂ、及び／または１１５０４ｃの回転の各部分を駆動するように構成される、例えばステップモータを含むことができる。
第１のアクチュエータ１１５０４ａ及び第２のアクチュエータ１１５０４ｂは、アクチュエータ１１５０４ａ、１１５０４ｂのそれぞれに装着される、第１のディスク１１５０６を含む。第２のディスク１１５０８（図７０）は、支持体１１５０２の第１の区間１１５０３ａ及び第２の区間１１５０３ｂのそれぞれに配置される。ベルト１１５１０は、緊張した様式で第１のディスク１１５０６及び第２のディスク１１５０８の周りを１周し、よって、アクチュエータ１１５０４ａ／ｂによって引き起こされるディスク１１５０６の回転が、第２のディスク１１５０８上でベルト１１５１０をその長さに沿って駆動（または回転）するように付勢する。ベルト１１５１０は、例えば、ゴムベルト、プラスチックベルト、またはポリマーベルトとすることができ、また、例えばベルトの摩擦を提供するために、及び／またはいかなる平行移動スリップも提供しないために、ディスク１１５０６及び１１５０８に接触する表面に溝を含むことができる。第１のアクチュエータ１１５０４ａに連結されるベルト１１５１０は、第１のガイドレール１１５１８上に装着される第１のガイドブロック１１５１６に動作可能に連結される。ベルト１１５１０は、第１のアクチュエータ１１５０４ａによって引き起こされるベルト１１５１０の平行移動が、第１のガイドブロック１１５１６及びその上に装着される支持体１１５０２の第２の区間１１５０３ｂを付勢して、Ｘ方向にガイドレール１１５１８に沿って摺動可能に平行移動させるように構成される。同様に、第２のアクチュエータ１１５０４ｂはまた、フレーム１１５１２上に配置される第２のディスク１１５０８に連結されるディスク１１５０６上に配置されるベルト１１５１０も含む。フレーム１１５１２は、第２のガイドブロック１１５２０に連結される。第２のガイドブロック１１５２０は、第２のガイドレール１１５２２上に装着される。第２のアクチュエータ１１５０４ｂによってベルト１１５１０を駆動することは、フレーム１１５１２及び第２のガイドブロック１１５２０を第２のガイドレール１１５２２に沿って摺動可能に駆動する。このようにして、第１のアクチュエータ１１５０４ａの作動によってＸ軸に沿って引き起こされる支持体１１５０２の第２の区間１１５０３の平行移動、及びアクチュエータ１１５０４ｂによって引き起こされるＹ軸に沿ったフレーム１１５１２の平行移動の組み合わせは、機器１１０００内のＸ−Ｙ平面内の任意の場所までフレームを駆動することができる。
フレーム１１５１２は、第１の区間１１５０３ａ上に配置され、それに連結される第１のチェーンガイド１１５２６ａの中に摺動可能に配置される第１のチェーン１１５２４ａに連結される。第２のチェーン１１５２４ｂもフレーム１１５１２に連結され、また、第２の区間１１５０３ｂ上に配置され、連結される第２のチェーンガイド１１５２６ｂの中に摺動可能に配置される。チェーン１１５２４ａ／ｂは、フレーム１１５１２のＸ−Ｙ変位に対応する精密な許容度でチェーンガイド１１５２６ａ／ｂに沿って摺動するように構成され、よって、例えばフレーム１１５１２の正確な変位を確実にするために、チェーンがフレーム１１５１２の任意の横方向の運動を防止する。
本明細書で説明されるように、第３のアクチュエータ１１５０４ｃは、フレーム１１５１２上に配置され、また、アクチュエータ１１５０４ｃに連結される第１のディスク１１５２８ａを含む。ベルト１１５３０は、ベルト１１５３０が第１のディスク１１５２８ａ及び第２のディスク１１５２８ｂ上を１周するように、第１のディスク１１５２８に連結される。第２のディスク１１５２８ｂは、フレーム１１５１２に含まれる親ねじ１１５３２に連結される。ベルト１１５３０は、ベルト１１５１０と実質的に類似し得る。親ねじ１１５３２は、親ねじ１１５３２のねじ山上に装着されるナット１１５３４を有する。ナットは、マウント１１５１４に連結される。第３のアクチュエータ１１５０４ｃは、第１のディスク１１５２８ａを回転させ、ベルト１１５３０を平行移動するように付勢し、したがって、第２のディスク１１５２８ｂを回転させるように構成される。第２のディスク１１５２８ｂの回転は、親ねじ１１５３２を回転させ、該回転は、ナット１１５３４を付勢して、Ｚ方向に第１の位置（図７０）から第２の位置（図７１）に、親ねじ１１５３２の長さに沿って変位させる。ナット１１５３４の変位はまた、ナット１１５３４に連結されたマウント１１５１４、及びそれに装着される任意のサブアセンブリ、例えば操作装置アセンブリ１１６００を、Ｚ方向に第１の位置から第２の位置にも移動させる。マウント１１５１４はまた、第３のガイドレール１１５３８上に摺動可能に装着される第３のガイドブロック１１５３６に連結され、よって、Ｚ方向のマウント１１５１４の変位は、第３のガイドブロック１１５３６及び第３のガイドレール１１５３８によって案内されて、例えば親ねじ１１５１２によって画定される縦軸を中心にしたマウント１１５１４の任意の半径方向の運動を防止する。
駆動アセンブリ１１５００は、第１の区間１１５０３ａ、第２の区間１１５０３ｂ、及びフレーム１１５１２のそれぞれに装着されるセンサ１１５４０を含む。センサ１１５４０は、例えば光学センサ、運動センサ、圧電センサまたは任意の適切なセンサ等の、位置センサとすることができる。センサ１１５４０は、例えば駆動アセンブリに損傷を与える、及び／または摩耗を増加させる可能性があるオーバートラベルを防止するために、第２の区間１１５０３ｂ及びフレーム１１５１２の場所を検出するように構成することができる。図５７及び図７２で示されるように、機器１１０００はまた、アクチュエータ１１５０４ａ／ｂ／ｃを制御するための回路１１５００も含む。回路１１５００は、アクチュエータ１１５０４ａ／ｂ／ｃの制御に使用される任意の市販の回路、例えばステッパモータコントローラ回路とすることができる。
図５５〜図５７で示されるように、機器は、駆動アセンブリ１１５００に含まれるマウント１１５１４上に配置される操作装置アセンブリ１１６００を含む。操作装置アセンブリ１１６００は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ３７００を握る、保持する、挟持する、それに接触する、係合する、及び／または別様にはそれを固定するように構成される。例えば、操作装置アセンブリ１１６００は、例えば容器アセンブリ３７００等の容器を解除可能に係合及び／または把持するように、ならびに／または該容器に含まれる１つ以上のアクチュエータに係合するように構成することができる。
以下、図７３〜図８４を参照すると、操作装置アセンブリ１１６００は、関節サブアセンブリ１１６１０と、プランジャサブアセンブリ１１６３０と、アクチュエータサブアセンブリ１１６５０とを含む。関節アセンブリ１１６１０は、容器、例えば容器アセンブリ３７００に解除可能に接触するか、それを握る、または別様には固定するように構成される。例えば、関節アセンブリ１１６１０は、搬入カートリッジ１１３００等の第１の場所に配置される容器を固定する、またはそれを握るように構成することができる。関節サブアセンブリ１１６０１は、駆動アセンブリ１１５００による機器１１０００内の第１の場所から第２の場所への輸送中に、容器を継続的に固定することができる。そのような場所の変化としては、搬入カートリッジ１１３００から加熱器アセンブリ１１４００に、加熱器アセンブリ１１４００から検出器アセンブリ１１２００に、及び／または検出器アセンブリ１１２００から搬出カートリッジ１１３００に、容器アセンブリを移動させることが挙げられる。プランジャサブアセンブリ１１６３０は、本明細書で説明されるように、容器の中の１つ以上のアクチュエータ、例えば容器アセンブリ３７００に含まれるアクチュエータ３７５０及び／または３７６０に接触し、係合し、または別様にはそれらを操作して、１つ及び／または複数のアクチュエータを付勢して、試薬（例えば、本明細書で示され、説明されるタイプの形質導入粒子等の、生物学的または非生物学的ベクター）及び／または基質（例えば、トリデカナール）を、試薬容積から容器の反応チャンバに連通するように構成される。アクチュエータサブアセンブリ１１６５０は、本明細書で説明されるように、例えばプランジャアセンブリ１１６３０の内側プランジャ１１６３２及び／または外側プランジャ１１６３６を操作するために、プランジャサブアセンブリ１１６３０に係合するか、またはそれを操作するように構成される。アクチュエータサブアセンブリ１１６５０はまた、本明細書で説明されるように、例えば関節サブアセンブリ１１６１０を操作して、または別様には付勢して、容器、例えば容器アセンブリ３７００を固定または開放するために、関節サブアセンブリ１１６１０に係合するか、またはそれを操作するように構成することもできる。同様に前述のように、アクチュエータサブアセンブリ１１６５０は、単一のアクチュエータで、操作装置アセンブリ１１６００に容器の把持及び／または固定の双方を行わせ、また容器を作動させることができる。
図７４〜図７５で示されるように、関節サブアセンブリ１１６００は、１組の把持部基部１１６１４に連結または装着される、１組の把持部１１６１２を含む。示されるように、２つの把持部１１６１２は、単一の把持部基部１１６１４に連結される。いくつかの実施形態において、各把持部基部１１６１４は、２つを超える、例えば３つまたは４つの把持部１１６１２を含むことができる。把持部１１６１２は、丈夫で剛体の材料、例えばステンレス鋼等の金属から形成することができる、細長い、ピン状の部材となるように構成することができる。いくつかの実施形態において、把持部１１６１２は、容器、例えば容器アセンブリ３７００に接触する、それを握る、または別様には固定するための、高い摩擦を有することができる表面を含むことができる。例えば、把持部１１６１２の表面は、溝、アブレーション、ゴム被覆、軟質プラスチック、及び／またはゴム引きカーボンを含むことができる。各把持部基部１１６１４は、溝（またはチャネル）１１６１５を画定し、該溝は、プランジャサブアセンブリ１１６３０に含まれる外側プランジャ１１６３６のプランジャ部分１１６３７が、溝１１６１５を画定する側壁に接触することなく、溝１１６１５間の領域内を移動することを可能にするように構成される。
各把持部基部１１６１４は、任意の適切な機構によってサイドプレート１１６１６に連結される。サイドプレート１１６１６は、本明細書で説明されるように、アクチュエータアセンブリ１１６５０に含まれるアクチュエータマウント１１６５４に枢動可能に連結される。サイドプレートは、プランジャアセンブリ１１６３０に対して該サイドプレートのマウントを中心に枢動または関節運動して、関節アセンブリ１１６１０を第１の構成から第２の構成に付勢するように構成される。第１の（または閉鎖）構成において、１組の把持部１１６１２は、容器、例えば容器アセンブリ３７００に選択的に係合する、それを把持する、握る、または別様には固定するための閉鎖位置にある。第２の（または開放）構成において、１組の把持部１１６１２は、例えば容器を係合解除または開放するために、互いに遠位にある。１組のガイドホイール１１６２０が、１組のサイドプレート１１６１６のそれぞれの側壁に配置され、例えばピン、ボルト、ねじ、または同類のものに装着される。ある特定の条件下で、１組のガイドホイール１１６２０は、本明細書で説明されるように、プランジャアセンブリ１１６３０に含まれる１組のガイド部材１１６４０の側壁の一部分に近接するが接触しないように、または該１組のガイド部材と接触するように構成される。ガイド部材１１６４０は、本明細書で説明されるように、サイドプレート１１６１６、したがって、関節アセンブリ１１６１０を第１の構成から第２の構成に付勢するように構成される。
サイドプレート１１６１６は、１組の加圧プレート１１６１８に連結される。加圧プレート１１６１８は、ピンを介してアクチュエータマウント１１６５４に装着される１組のばね１１６２２と圧力接触している。１組の加圧プレート１１６１８は、１組のサイドプレート１１６１６の旋回運動によって角度的に変位するように構成され、よって、関節アセンブリ１１６１０が第２の構成にあるときに、１組の加圧プレート１１６１８は、１組のばね１１６２２に係合する、例えばばね１１６２２を圧縮する。したがって、加圧プレート１１６１８は、関節アセンブリ１１６１０を第２の構成から第１の構成に付勢して、容器、例えば容器アセンブリ３７００または本明細書で説明される任意の他の容器を、例えば握る、または固定するように構成される。ばね１１６２２は、把持部１１６１２によって容器に働かされる力の量を制御するように、例えば容器の圧壊を防止するように構成される。１組のサイドプレート１１６１６の少なくとも１つは、位置センサ１１６６２ａ、例えば光学センサ、運動センサ、圧電センサ、または任意の他の適切なセンサに係合するように構成することができる。センサ１１６６２ａは、アクチュエータマウント１１６５４の表面に装着されるセンサマウント１１６６４に連結される。センサ１１６６２ａは、第１の構成（すなわち、容器を係合または把持する）または第２の構成（すなわち、容器を係合解除または解放する）における関節アセンブリ１１６１０、例えば関節アセンブリの位置に関する情報を、制御システム及び／またはユーザに知らせるように構成することができる。いくつかの実施形態において、センサ１１６６２ａは、関節アセンブリ１１６１０の原点を同定するように構成される、ホーミングセンサとすることができる。
プランジャサブアセンブリ１１６３０は、内側プランジャ１１６３２と、外側プランジャ１１６３６とを含む。示されるように、内側プランジャ１１６３２はまた、アクチュエータ１１６５２の親ねじでもある。故に、内側プランジャ１１６３２は、プランジャアセンブリ１１６３０の縦軸を中心に回転することができる。内側プランジャ１１６３２は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ３７００のアクチュエータ３７５０の第１のアクチュエータに係合する、またはそれを操作するように構成することができる。内側プランジャ１１６３２の外面は、カラー１１６３４内にねじ込まれ、また、ねじ式に配置することができる。カラー１１６３４は、内側プランジャ１１６３２の回転中に、内側プランジャ１１６３２のねじ山に沿って移動するように構成される。カラー１１６３４はさらに、外側プランジャ１１６３６の係合部分１１６３７に連結され、よって、内側プランジャ１１６３２の回転が外側プランジャ１１６３６の縦方向変位をもたらす。これは、例えば、本明細書で説明されるように、外側プランジャ１１６３６の速度の制御を可能にすることができ、これは、容器の反応チャンバの中への基質の送達を制御するために使用することができる。外側プランジャ１１６３６は、本明細書で説明されるように、係合部分１１６３８を含み、該係合部分は、容器の第２のアクチュエータ、例えば容器アセンブリ３７００のアクチュエータ３７６０に係合する、またはそれを操作するように構成することができる。外側プランジャ１１６３６はまた、外側プランジャ１１６３６の縦軸に沿って該外側プランジャを通って画定されるチャネル１１６３９を含む。内側プランジャ１１６３２の少なくとも一部分は、チャネル１１６３９の中に配置することができる。
外側プランジャ１１６３６の側壁上には、１組のガイド部材１１６４０が配置される。１組のガイド部材１１６４０のそれぞれは、第１の幅を有する第１の区間１１６４２と、第１の幅よりも広い第２の幅を有する第２の区間１１６４４と、ガイド部材１１６４０の縦軸に対してある角度をなし、第１の区間１１６４２を第２の区間１１６４４に接続する第３のセクション１１６４３とを含む。プランジャアセンブリ１１６３０、例えばカラー１１６３４、外側プランジャ１１６３６、及びガイド部材１１６４０の少なくとも一部分は、内側プランジャ１１６３２によって画定される縦軸に沿って移動するように構成される。さらに、プランジャアセンブリ１１６３０は、本明細書で説明されるように、間接アセンブリ１１６１０に係合する、それによって固定される、または別様には把持される容器、例えば容器アセンブリ３７００に係合する、及び／またはそれを操作するように構成される。プランジャアセンブリ１１６３０はまた、下で説明されるように、関節アセンブリ１１６１０を操作して、例えば、関節アセンブリ１１６１０を、関節アセンブリ１１６１０が容器に係合している、それを握っている、または別様には固定している第１の構成から、関節アセンブリが容器を係合解除または解放する第２の構成に付勢するようにも構成される。ガイド部材１１６４０の１つにはまた、クリップ１１６４６も配置される（図７５）。クリップ１１６４６は、センサ１１６６２ｂに選択的に係合して、プランジャアセンブリ１１６３０の位置を有効とする、及び／または決定するように構成される。センサ１１６６２ｂは、アクチュエータマウント１１６５４上に配置される、任意の適切なセンサ、例えば位置センサ、運動センサ、光学センサ、圧電センサ、または任意の他の適切なセンサとすることができる。センサ１１６６２ｂは、プランジャアセンブリ１１６３０の位置を決定するために、例えばプランジャアセンブリ１１６３０のオーバートラベルを防止するために使用することができる。
アクチュエータサブアセンブリ１１６５０は、アクチュエータマウント１１６５４上に配置されるアクチュエータ１１６５２、例えばステッパモータを含む。アクチュエータマウント１１６５２は、対応する凹部１１６５６ａ及び１１６５６ｂを画定する。凹部１１６５６ａは、アクチュエータ１１６５２の少なくとも一部分のためのマウントシートを提供する。溝１１６５６ｂは、プランジャアセンブリ１１６３０の少なくとも一部分、例えば内側プランジャ１１６３２、カラー１１６３４、及び外側プランジャ１１６３６がそれを通って移動することができる開口部を画定する。アクチュエータマウント１１６５４はさらに、アクチュエータマウント１１６５４の底面に配置される、１組の位置合わせピン１１６５８を含む。位置合わせピン１１６５８は、プランジャアセンブリ１１６３０によって画定される縦軸に対して実質的に平行である。各位置合わせピン１１６５８の少なくとも一部分は、カラー１１６３４及び外側プランジャ１１６３６の係合部分１１６３７に含まれる対応するチャネル１１６５９の中に配置される。このようにして、例えば内側プランジャ１１６３２の回転によって引き起こされる、プランジャサブアセンブリ１１６３０によって画定される縦軸に沿ったプランジャサブアセンブリ１１６３０の変位は、位置合わせピン１１６５８によって案内されて、例えばプランジャアセンブリ１１６３０の任意の回転または横への運動を防止する。
本明細書で説明されるように、操作装置アセンブリ１１６００は、容器に解除可能に接触する、係合する、またはそれを固定するように構成される。図７５は、容器アセンブリ３７００の筐体３７４１が操作装置アセンブリ１１６００に接触していない、それによって把持されていない、または別様には固定されていない、第１の構成における操作装置アセンブリ１１６００の側面図を示す。図７５は、操作装置アセンブリ１１６００が容器アセンブリ３７００を固定または把持している、第２の構成にある操作装置アセンブリ１１６００の側面図を示す。操作装置アセンブリ１１６００は、把持部１１６１２が頂部分から容器アセンブリ３７００、すなわち、試薬モジュール３７４０だけを固定するように構成される。これは、検出器１１２００または本明細書で説明される任意の他の検出器による、容器アセンブリ３７００の底部読み取りを可能にすることができる。
図７５で示されるように、第１の構成にあるときに、アクチュエータ１１６５２は、内側プランジャ１１６３２を回転させて、内側プランジャ１１６３２に連結されたカラー１１６３４を、内側プランジャ１１６３２の長さに沿って、アクチュエータ１１６５２に向かう方向に移動させている。このようにして、第１の構成にあるときに、アクチュエータ１１６５２、カラー１１６３４の少なくとも一部分、及び／またはカラー１１６３４に連結される外側プランジャ１１６３６は、アクチュエータマウント１１６５４の凹部１１６５６ｂによって画定される開口部内にある。さらに、アクチュエータアセンブリ１１６５０に対するプランジャアセンブリ１１６３０の位置（すなわち、上方位置）は、ガイド部材１１６４０が関節アセンブリ１１６１０に係合する程度である。図７５で例示される第１の構成で示されるように、アクチュエータ１１６５２に向かうガイド部材１１６４０の変位は、ガイドホイール１１６２０を第２の区間１１６４４と接触して配置する。この構成において、１組のサイドプレート１１６１６は、プランジャアセンブリ１１６３０の縦軸に対して、該サイドプレートの枢動マウントを中心に枢動または関節運動し、よって、把持部基部１１６１４及び１組の把持部１１６１２は、プランジャアセンブリ１１６３０の縦軸に対してある角度をなす。対応する把持部１１６１２の端部は、第１の距離だけ離れ、よって、第１の距離は、容器アセンブリ３７００の筐体３７４１の直径よりも大きい。
第１の（または「把持部開放」）構成において、操作装置アセンブリ１１６００は、容器アセンブリ３７００を係合解除または解放するように構成され、ならびに／または容器アセンブリ３７００を受け取る準備ができている。例えば、いくつかの実施形態において、容器アセンブリ３７００は、カートリッジ１１３００の中に配置することができる。操作装置アセンブリ１１６００は、駆動アセンブリ１１５００によって容器アセンブリ３７００が配置される場所に駆動し、次いで、第１の構成に付勢することができる。次いで、操作装置アセンブリ１１６００は、把持部１１６１２が筐体３７４１に隣接し、内側プランジャ１１６３２の底部分が容器アセンブリ３７００の筐体３７４１の中に配置される内側プランジャ６７５０の係合部分６７５２（図７５〜図７６では示さず）に近接するが接触する前まで、操作装置アセンブリ１１６００によって画定される縦軸に沿って、容器アセンブリ３７００に向かって変位させることができる。
図７６で示されるように、関節アセンブリ１１６１０は、第２の構成に移動して、容器アセンブリ３７００を係合すること、把持すること、握ること、または固定することができる。例えば、関節アセンブリを第２の構成に移動させるために、アクチュエータ１１６５２によって内側プランジャ１１６３２を回転させる。これは、カラー１１６３４を付勢して、アクチュエータ１１６５２から離れる方向に（例えば、図７６で示される下方に）内側プランジャ１１６３２の長さに沿って移動させる。カラー１１６３４の変位はまた、外側プランジャ１１６３６及びそれに連結される１組のガイド部材１１６４０も付勢して、アクチュエータ１１６５０から離れて、プランジャアセンブリ１１６３０によって画定される縦軸に沿って移動させる。これは、ガイドホイール１１６２０を、ガイド部材１１６４０の第２の区間１１６４４の側壁に沿って、より幅が狭い傾斜区間１１６４３の上へ乗せる。この構成において、１組の加圧プレート１１６１８と圧力接触している１組のばね１１６２２は、１組の加圧プレート、したがって、１組のサイドプレート１１６１６を付勢して、プランジャアセンブリ１１６３０によって画定される縦軸に対して枢動させる。これはまた、把持部基部１１６１４及びそれに連結される１組の把持部１１６１２も容器アセンブリ３７００の筐体３７４１に向かって変位させ、よって、第２の構成において、１組の把持部１１６１２は、容器アセンブリ３７００に接触している、係合している、または別様にはそれを固定している。操作装置アセンブリ１１６００は、駆動アセンブリ１１５００を介して、機器１１０００の筐体１１１００内の第１の場所から、図７７で示されるような第２の場所に容器アセンブリ３７００を輸送するために、第２の構成に維持することができる。
本明細書で説明されるように、操作装置アセンブリはまた、容器アセンブリ３７００、例えば容器アセンブリ３７００の筐体３７４１の中に配置されるアクチュエータ３７５０及び３７６０に係合する、及び／または操作するために使用することもできる。図７８及び図７９は、第１の構成（「把持部開放」とも称される）における操作装置アセンブリ１１６００の側面図を示し、図８０は、図７８で示される操作装置アセンブリ１１６００の側断面図を示す。この構成において、プランジャアセンブリ１１６３０、関節アセンブリ１１６１０、及びアクチュエータアセンブリ１１６５０は、図７５に関して上で説明されるものと同じ相対位置にある。しかしながら、容器アセンブリ３７００に対する操作装置アセンブリ１１６００の位置付けが異なる。特に、内側プランジャ１１６１２は、本明細書において下で説明されるように、アクチュエータ３７５０の係合部分３７５２に係合する。
この構成（「内側プランジ」構成）において、容器アセンブリ３７００は、本明細書で説明されるように、例えば加熱器アセンブリ１１４００に含まれる加熱器ブロック１１４２０の凹部１１４１２の中に配置することができ、よって、容器アセンブリ３７００は、操作装置アセンブリ１１６００の縦軸に対して横方向に変位することができない。関節アセンブリ１１６１０が第１の構成（「把持部開放」かつ「内側プランジ」）にあるときに、カラー１１６３４の少なくとも一部分及び外側プランジャ１１６３６は、凹部１１６５６ｂによって画定される開口部内に位置し、よって、内側プランジャ１１６３２の底部分は、外側プランジャ１１６３６のチャネル１１６３９の底部から突出している。さらに、上で説明されるように、１組のガイドホイール１１６２０が１組のガイド部材１１６４０の表面１１６４４に接触しており、１組の加圧プレート１１６１８が１組のばね１１６２２を圧縮して、把持部を適所に維持している。
図７８〜図８０で示されるような「内側プランジ」動作を実行するために、駆動アセンブリ１１５００を作動させて、操作装置サブアセンブリ１１６００を、矢印ＺＺで示されるように、プランジャアセンブリ１１６３０の縦軸によって画定される下方向に変位させる。操作装置アセンブリ１１６００の下方への運動は、内側プランジャ１１６３２を下方へ移動させ、よって、内側プランジャ１１６３２の底部分がアクチュエータ３７５０の係合部分３７５２に接触し、筐体３７４１によって画定される内部容積３７４２内のアクチュエータ３７５０のプランジャ部分３７５４を付勢する。プランジャ部分３７５４は、上で説明されるように、第１の位置から第２の位置に移動することができ、よって、プランジャ部分３７５４は、内部容積３７４２の中に配置される試薬を容器アセンブリ３７００の中へ連通する。試薬は、生物学的もしくは非生物学的ベクター、または本明細書で説明されるタイプの形質導入粒子等の、本明細書で説明される任意の試薬または物質とすることができる。操作装置アセンブリ１１６００による第１のアクチュエータ３７５０の作動の後に、容器アセンブリ３７００は、所定の期間にわたって所定の温度で加熱器アセンブリ１１４００の中に配置した状態を維持することができる。上で説明されるように、いくつかの実施形態において、容器アセンブリを維持することは、試料内の標的細胞が、十分な量のルシフェラーゼまたは本明細書で説明される任意の他のレポーター分子等のレポーター分子を発現することを可能にする。
図８１は、第２の構成（「把持部閉鎖」とも称される）にある操作装置アセンブリ１１６００の側断面図を示す。第２の構成において、操作装置アセンブリ１１６００は、図７６及び図７７を参照して本明細書で説明されるように、容器アセンブリ３７００と接触し、それに係合し、それを握り、または別様にはそれに固定される。把持部閉鎖構成において、内側プランジャ１１６３２は、本明細書で説明されるように、実質的に外側プランジャ１１６３６内に配置され、よって、内側プランジャ１１６３２の底部分は、容器アセンブリ３７００の筐体３７４１の中に配置される第１のアクチュエータ３７５０の係合部分３７５２の近位にあるがそれに接触していない。さらに、１組のガイドホイール１１６２０が１組のガイド部材１１６４０の第３の区間１１６４３に接触している。把持部閉鎖構成は、容器アセンブリ３７００を、例えば加熱器アセンブリ１１４００から検出器アセンブリ１１２００に輸送するために使用することができる。関節アセンブリ１１６５００はまた、オーバートラベルを防止するようにも構成される。例えば、把持部閉鎖構成において、１組のガイドホイールが１組のガイド部材１１６４０の第２の表面１１６４４に接触した場合、これは、外側プランジャ１１６３６がオーバートラベルしたことを示す。この状況において、１組のサイドプレート１１６１６の１つに装着されるピン（図示せず）が位置センサ１１６６２をトリガーし、オーバートラベル信号、例えば警報をプロセッサ１１１２６またはユーザに送信することができる。
以下、図８２〜図８４を参照すると、図８２及び図８３は、操作装置アセンブリ１１６００の側断面図を示し、図８４は、第３の構成（「基質プランジ」とも称される）における、図８２で示される図の側断面図を示す。基質プランジ構成において、外側プランジャは、下で説明されるように、アクチュエータ３７６０の係合部分３７６２に係合する。この構成において、容器アセンブリ３７００は、例えば、本明細書で説明されるように、検出器アセンブリ１１２００の中に配置することができ、よって、容器アセンブリ３７００は、操作装置アセンブリ１１６００の縦軸に対して横方向に変位することができない。例えば、この構成において、容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２は、本明細書において下でさらに説明するように、検出器アセンブリ１１２００に含まれるシャッター１１２３０のスロット１１２３４の中に配置することができる。さらに、第３の構成に移動するときに、関節アセンブリ１１６１０は、係合構成、挟持構成、把持構成、または別様には固定構成に維持することができる。このようにして、容器アセンブリ３７００は、基質プランジ中に、関節アセンブリ１１６１０によって固定したままにすることができる。これは、例えば、本明細書で説明されるように、外側プランジの全ての力が、容器アセンブリ３７００の第２のアクチュエータ３７６０にだけ移送されること、及び／または任意の周囲雑音（例えば、光）が検出器アセンブリ１１２００に進入することを防止するために、容器アセンブリ３７００を、検出器アセンブリ１１２００に含まれるガスケット１１２０６と面一に維持することを確実にする。
第２の構成から第３の（「基質プランジ」）構成に移動させるために、内側プランジャ１１６３２は、例えば図８２において矢印ＲＲで示されるように、把持部開放構成とは反対方向に回転し、よって、カラー１１６３４が、内側プランジャ１１６３２によって画定される縦軸に沿って、アクチュエータ１１６５２から離れる方向に変位する。プランジャの変位はまた、外側プランジャ１１６３６及びそれに取り付けられる１組のガイド部材１１６４０も同じ方向に変位させる。内側プランジャ１１６３２の回転によって生じる外側プランジャ１１６３６の変位は、外側プランジャ１１６３６の底部分が第２のアクチュエータ３７６０の係合部分３７６２に係合し、アクチュエータ３７６０のプランジャ部分３７６４を付勢して、容器アセンブリ３７００の筐体３７４１によって画定される内部容積３７４４内で変位させるように継続される。プランジャ部分３７６４は、第１の位置から第２の位置に移動することができ、よって、プランジャ部分３７６４は、内部容積３７４２の中に配置される試薬を、送達部分３７７０を通して、容器アセンブリ３７００に含まれる反応チャンバ３７３２の中へ連通する。例えば、試薬は、上で説明されるように、基質、例えばトリデカナールまたは本明細書で説明される任意の他の基質とすることができ、該基質は、反応チャンバ３７３２中に存在するレポーター分子、例えばルシフェラーゼまたは上で説明されるような任意の他のレポーター分子と反応するように配合することができる。基質とレポーター分子との反応は、本明細書において下でさらに説明されるように、信号、例えば発光または本明細書で説明される任意の他の信号を生成することができ、該信号は、検出器アセンブリ１１２００によって検出することができる。内側プランジャ１１６３２の回転運動によって生じる外側プランジャ１１６３６の縦方向変位は、例えば、外側プランジャ１１６３６の変位に対するより良好な制御、したがって、容器アセンブリ３７００の内部容積３７４４から反応チャンバ３７３２への基質の連通に対するより良好な制御を可能にすることができる。
単一のアクチュエータ１１６５２は、ｉ）内側プランジャ１１６３２を作動させて基質プランジを行わせることによって外側プランジャ１１６３６を操作すること、及びｉｉ）関節アセンブリ１１６１０を把持部開放構成から把持部閉鎖構成まで付勢するように、外側プランジャ１１６３６に連結されたガイド部材１１６４０を操作することを含む、一連の機能を行うために、操作装置アセンブリ１１６００によって用いられることに留意されたい。第２のアクチュエータ、例えば本明細書で説明されるような駆動サブアセンブリ１１５００に含まれるアクチュエータ１１５０４ｃは、操作装置アセンブリ１１６００をＺ方向に変位させるために使用することができる。いくつかの実施形態において、試薬プランジ機能は、アクチュエータ１１６５２に含むことができ、例えば、アクチュエータ１１６５２はまた、内側プランジャ１１６３２を直線状に変位させることを可能にすることもできる。
図５５〜図５７で示されるように、機器は、検出器アセンブリ１１２００を含む。検出器アセンブリ１１２００は、化学反応、例えば本明細書で説明される方法のいずれかに従うレポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）と基質（例えば、トリデカナール）との相互作用によって生成される、信号、例えば発光を検出するように構成される。検出器アセンブリ１１２００は、容器アセンブリ３７００を受け取るように、及びその中で生成される信号を検出するように構成される。検出器アセンブリ１１２００は、レポーター分子、例えばルシフェラーゼによって生成される信号を検出することができる、任意の適切な検出器を含むことができる。例えば、示されるように、検出器は、光検出器である。いくつかの実施形態において、検出器は、（例えば、ＧＦＰ等の蛍光レポーター分子を検出するための）蛍光検出器、（例えば、ルシフェラーゼ等のレポーター分子によって生成される生物発光を検出するための）発光検出器、（例えば、ＨＲＰ等のレポーター酵素によって生成される有色沈殿物を検出するための）色検出器、分光計、及び／または画像取り込みデバイスとすることができる。いくつかの実施形態において、検出器はさらに、光源を含むことができる。主に光検出に基づくように説明されているが、いくつかの実施形態において、検出器は、電気化学検出器とすることができる。例えば、検出器は、レポーター、例えばルシフェラーゼによって生成される電流、電圧、または伝導度、抵抗／インピーダンスの変化を検出するように構成される、電流測定検出器、電位差測定検出器、伝導度測定、及び／またはインピーダンス測定検出器を含むことができる。電気化学検出を用いるいくつかの実施形態において、検出器は、試料を含有することができる試料溶液と物理的に接触するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器１１２００は、他の検出方法、例えば、表面音響波、表面プラズモン共鳴、ラマン分光法、磁気センサ、及び／または当技術分野で知られている任意の他の適切な検出方法を使用することができる。
いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ１１２００は、標的細胞の存在に関する質的回答、例えば、はい／いいえ回答だけを提供することができる。いくつかの実施形態において、検出器１１２００は、本明細書で説明される方法のいずれか、例えば方法４００に従って、標的細胞を定量化すること、例えば、試料中の標的細菌のｃｆｕ／ｍｌを決定することができる。いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ１１２００は、例えば、容器、例えば容器アセンブリ３７００上のラベルの柔軟な配置を可能にするために、エンドリードシステムを含むことができる。いくつかの実施形態において、エンドリードシステムは、例えば光学機器及び／または背景信号の干渉を最小にするために、容器、例えば容器アセンブリ３７００の透明端部と検出器１１２００との直接接触及び／または近位配置を含む。いくつかの実施形態において、検出器アセンブリ１１２００は、入射光源を欠いている。換言すれば、容器、例えば容器アセンブリ３７００の中に配置される標的細胞、例えば細菌によって生成されるレポーター分子、例えばルシフェラーゼからの信号を検出するために、いかなる外部光も必要としない。
以下、図８５〜図９４を参照すると、検出器アセンブリ１１２００は、筐体１１２０２の中に配置される検出器１１２１２及びシャッター１１２３０を含む。検出器アセンブリ１１２００は、容器、例えば容器アセンブリ３７００を着脱可能に受け取り、その中で生成される信号、例えばレポーター分子（例えば、ルシフェラーゼ）と基質（例えば、トリデカナール）との化学的相互作用から生じる発光信号を検出するように構成される。
筐体１１２０２は、丈夫で、剛体の、及び実質的に不透明な材料、例えば金属から形成することができる。いくつかの実施形態において、筐体は、検出器アセンブリの中に配置される容器、例えば容器アセンブリ３７００において生成される発光反応による内部反射及び／または屈折を最小にするために、暗色、例えば黒色に塗装することができる。筐体１１２０２はまた、例えば背景雑音及び／または信号品質を低減させるために、外部光が検出器アセンブリ１１２００に進入することを防止するように構成することもできる。筐体１１２０２は、溝１１２０３を含む。差込口１１２０４は、溝１１２０３の中に配置され、該溝は、容器、例えば容器アセンブリ３７００を着脱可能に受け取るようにサイズ決定され、成形される開口部１１２０７を画定する。差込口１１２０４は、例えばねじ、ボルト、リベット、接着剤、熱溶接、または筐体１１２１２の溝１１２０３へのスナップ嵌めを介して、筐体１１２０２に固定して、または着脱可能に連結することができる。図８６で示されるように、差込口１１２０４は、差込口１１２０４に固定して配置されるガスケット１１２０６を含む。ガスケット１１２０６は、剛体で、耐圧壊性及び／または耐摩耗性の材料、例えば高密度ネオプレンから形成することができる。ガスケット１１２０６は、容器アセンブリ３７００が差込口１１２０４の中に配置されたときに、ガスケット１１２０６及び試薬モジュール３７４０の一部分が遮光シールを形成して、任意の外部光が筐体１１２０２の内部に進入することを防止するように構成される。いくつかの実施形態において、差込口１１２０４の高さは、例えば種々の長さの容器に適応するように変動させることができる。これは、例えば信号品質及び／または繰り返し性を強化するために、例えば製造過程及び／またはユーザ選好の変動による、容器の長さのいかなる変動も、容器１１２１２からの容器の低端部、例えば容器基部までの距離を変化させないことを確実にすることができる。筐体１１２０２はさらに、容器の少なくとも一部分、例えば容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２を受け取るように構成される、チャネル１１２０９を画定する。筐体１１２０２はまた、シャッター１１２３０を収容するように構成される内部容積１１２１０も含み、よって、シャッター１１２３０は、内部容積１１２１０内の第１の位置から第２の位置に自由に操作及び／または変位される。筐体１１２０２はさらに、筐体１１２０２の側壁に配置される回路１１２０８を含む。回路は、本明細書において下で説明されるように、光源１１２４６の動作を制御するように構成される。
図８７は、筐体１１２０２を取り外した検出器アセンブリ１１２００の内部構成要素を示し、図８８は、検出器アセンブリ１１２００の構成要素の分解図を示す。本明細書で示されるように、検出器アセンブリ１１２００は、検出器アセンブリ１１２００を機器１１０００の基板１１１１８上に装着するように構成される、基板１１２１１を含む。基板１１２１１はまた、検出器アセンブリ１１２００の構成要素及び筐体１１２０２を装着するための基部を提供するようにも構成される。
検出器アセンブリ１１２００は、検出器エンクロージャ１１２１４の中に配置される検出器１１２１２を含む。検出器１１２１２は、光検出器、例えば光電子増倍管（ＰＭＴ）、照度計、分光光度計、蛍光検出器、及び／または任意の他の適切な光検出器とすることができる。検出器１１２１２は、本明細書で説明されるように、容器、例えば容器アセンブリ３７００における化学反応に起因して生成される光信号、例えば発光を検出するように構成される。いくつかの実施形態において、検出器１１２１２は、レポーター、例えばルシフェラーゼによって生成される電流、電圧、または伝導度、抵抗、及び／またはインピーダンスの変化を検出するように構成される、電流測定検出器、電位差測定検出器、伝導度測定、及び／またはインピーダンス測定検出器を含むことができる。検出器エンクロージャ１１２１４の底面は、基板１１２１１上に配置されるマウント１１２１６に連結される。マウント１１２１６は、クッション付き支持体を検出器エンクロージャ１１２１４に提供するために、剛体であるが軟質な材料、例えばゴムまたは発泡体パッドから作製することができる。検出器エンクロージャ１１２１４の頂面は、分離器１１２１８に連結され、例えば、分離器１１２１８にねじ止め、ボルト止め、及び／またはリベット止めされる。分離器１１２１８は、丈夫で、剛体の、低摩擦材料、例えば研磨した金属プレート（例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等）から作製することができる。分離器１１２１８は、本明細書で説明されるように、例えばシャッター１１２３０の変位に起因する検出器エンクロージャ１１２１４の摩耗を防止するために、検出器エンクロージャ１１２１４とシャッター１１２３０の間に分離層を提供するように構成される。分離器１１２１８は、アパーチャ１１２１９を含み、該アパーチャは、分離器１１２１８が検出器１１２１２に連結されたときに、アパーチャ１１２１９が検出器１１２１２の真上に位置し、検出器１１２１２への妨げられない光アクセスを提供するように構成される。アパーチャ１１２１９はまた、その中に配置される窓１１２２０、例えば円形のガラスまたは透明なプラスチック部品も含む。窓１１２２０は、例えば、塵粒子から、及び／または容器、例えば容器３７００の端部による偶発的な接触に起因する物理的破損から、検出器１１２１２を保護するように構成される。シート１１２２２も、アパーチャ１１２１９の中に配置され、アパーチャ１１２１９中に窓１１２２０を確実に着座させるように構成される。シート１１２２２はまた、検出器エンクロージャ１１２１４の頂面に接触するようにも構成され、例えば周囲光から検出器１１２１２を遮光するために、検出器１１２１２を取り囲む。いくつかの実施形態において、シール１１２１４は、ゴム、プラスチック、及び／またはポリマーから形成することができ、また、Ｏリングとすることができる。シール１１２２４、例えばゴムシールは、分離器１１２２４上に配置される。シール１１２２４は、例えば背景雑音を低減させ、信号品質及び／または繰り返し性を向上させるために、周囲光から、筐体１１２０２の内部容積１１２１０、例えばシャッター１１２３０を収容する内部容積１１２１０を遮光するように構成することができる。
検出器アセンブリ１１２００はまた、分離器１１２１８上に摺動可能に配置されるシャッター１１２３０も含み、該シャッターは、シャッター１１２３０が閉鎖され、かつ、検出器１１２１２が容器、例えば検出器アセンブリ１１２００の中に配置される容器アセンブリ３７００と光学的に連結解除されている、第１のシャッター位置から、シャッター１１２３０が開放され、かつ、検出器１１２１２が容器に光学的に連結されている、第２のシャッター位置に移動するように構成される。図８９〜図９０で示されるように、シャッター１１２３０は、スロット１１２３４及び表面１１２３６を含む、凹部１１２３２を含む。スロット１１２３４は、容器、例えば容器アセンブリ３７００の端部分を受け取るように成形され、サイズ決定される。表面１１２３６は、容器の底端部の輪郭に合致するように輪郭形成、例えば湾曲される。表面１１２３６は、シャッター１１２３０の頂面１１２３６からスロット１１２３４の頂縁部に通じる角度で傾斜する。いくつかの実施形態において、表面１１２３６は、シャッター１１２３０の頂部水平面から３０度、４０度、４５度、５０度、または６０度の角度で傾斜させることができる。表面１１２３０は、本明細書で説明されるように、第１の位置から第２の位置にシャッター１１２３０を操作するために、容器、例えば容器アセンブリ３７００の底端部によって係合するように構成される。シャッター１１２３０は、その中に配置されるばね１１２４０を有するスリーブ１１２３８を含む。ばね１１２４０の第２の端部は、ピン１１２４２に装着される筐体１１２０２（図８５）のノッチ１１２４１の中に配置される。ばね１１２４０は、本明細書で説明されるように、第２のシャッター位置から第１のシャッター位置にシャッター１１２３０を付勢し、ならびに／または容器、例えばスロット１１２３４の中に配置される容器アセンブリ３７００を固定する、保持する、及び／またはその横方向移動を防止するように構成される。
シャッター１１２３０はさらに、電磁放射、例えば光源１１２４６によって放射される発光のための光学経路を画定するように構成される、チャネル１１２４４を含む。チャネル１１２４４は、シャッターが第１の位置にあるときにだけ、チャネル１１２４４が光源１１２４６を検出器１１２１２に光学的に連結するように構成される。いくつかの実施形態において、光源１１２４６としては、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーが挙げられ、さらに、光導体、例えば光ファイバーケーブルが挙げられる。光源１１２４６は、基準発光信号、例えば検出器１１２１２を較正するための較正信号を放射するように構成することができる。
本明細書で説明されるように、シャッター１１２３０は、シャッター１１２３０が閉鎖される内部容積１１２１０内の第１の位置から、シャッター１１２３０が開放される第２の位置に変位するように構成される。図９１〜図９４は、第１の構成、第２の構成、第３の構成、及び第４の構成における検出器アセンブリ１１２００の側断面図を示す。第１の構成（図７２）において、容器は、検出器アセンブリ１１２００の中に配置されない。ばね１１２４０は、矢印ＡＡによって示される方向に、シャッターの水平軸ＨＡに沿ってシャッター１１２３０に対して力を印加して、シャッター１１２３０を操作し、第１のシャッター位置に維持し、よって、シャッター１１２３０のスロット１１２３４は、アパーチャ１１２１９及び検出器１１２１２と整列しておらず、よって、いかなる周囲光も検出器１１２１２に入射しない。チャネル１１２４４は、検出器１１２１２と整列され、よって、光源１１２４６は、検出器１１２１２に光学的に連結される。したがって、第１の構成において、光源１１２４６は、基準信号を検出器１１２１２に送信して、例えば検出器１１２１２を較正するために使用することができる。
第２の構成（図９２）では、本明細書において上で説明されるような容器アセンブリ３７００が、第１の位置で検出器アセンブリ１１２００の中に配置される。容器アセンブリ３７００は、本明細書において上で説明されるような反応チャンバ３７３２及び試薬モジュール３７４０を含む。容器アセンブリ３７００は、例えば操作装置アセンブリ１１６００によって、検出器アセンブリ１１２００の中に配置することができる。容器アセンブリ３７００の反応チャンバ３７３２は、実質的にチャネル１１２０９の中に配置され、一方で、試薬モジュール３７４０の少なくとも一部分は、差込口１１２０４の中に配置される。反応チャンバ３７３２の端部分３７３３は、表面１１２３６と接触している。下向きの力は、矢印Ｆで示されるように、検出器アセンブリ１１２００の垂直軸ＶＡに沿って、例えば本明細書で説明されるように操作装置アセンブリ１１６００によって、容器アセンブリ３７００に印加され、該力は、容器アセンブリ３７００に含まれる反応チャンバ３７３２の端部分３７３３によって、シャッター１１２３０の表面１１２３６に連通される。表面１１２３６が、例えばャッター１１２３０の水平軸に対して４５度傾斜しているので、容器アセンブリ３７００の端部分３７３３は、示されるように、表面１１２３６に角度力Ｆｘｙを働かせる。力Ｆｘｙは、図９２で示されるように、水平成分Ｆｘ及び垂直成分Ｆｙを有する。水平成分Ｆｘは、シャッター１１２３０アセンブリを、矢印Ｆｘによって示される方向に、水平軸ＨＡに沿って水平に変位させるように付勢し、よって、シャッター１１２３０のスロット１１２３４は、第３の構成（図９３）で示されるように、検出器１１２１２に向かって変位する。ばね１１２４０は、反応チャンバ３７３２に反力を働かせることはできても、反応チャンバ３７３２がシャッター１１２３０を操作するのを妨げるのに十分に大きさではないように構成することができる。筐体１１２０２のチャネル１１２０９は、例えばばね１１２４０が働かせる反力による容器アセンブリ３７００の任意の横方向移動を防止するために、反応チャンバ３７３２の直径に近い許容差、または僅かに大きくすることができる。
容器アセンブリ３７００への下向きの力Ｆは、図９４で示されるように、第４の構成において、シャッター１１２３０が第２の位置に変位し、よって、スロット１１２３４が検出器１１２３２と整列し、反応チャンバ３７３２の端部分３７３３がスロット１１２３４の中に配置されるまで維持することができる。反応チャンバ３７３２の端部分３７３３は、例えば窓１１２２０を擦過すること、及び／または摩耗させることを防止するために、該窓の近位にあるが接触しないようにすることができる。この構成において、ばね１１２４０は、シャッター１１２３０に力を印加して、第１のシャッター位置に向かってシャッター１１２３０を付勢する。この力は、シャッター１１２３０に含まれるスロット１１２３４の側壁を通して、反応チャンバ３７３２の端部分３７３３の側壁に連通され、シャッター１１２３０が第１のシャッター位置に摺動するのを防止する。いくつかの実施形態において、スロット１１２３４は、例えば信号品質、感度、繰り返し性を向上させる、及び／または背景雑音を低減させるために、反応チャンバ３７３２において生成される任意の信号、例えば、レポーター分子、例えばルシフェラーゼと基質、例えばトリデカナールとの相互作用によって生成される発光を制限するように構成される、検出容積を画定することができる。さらに、容器アセンブリ３７００に含まれる試薬モジュール３７４０の底面３７３５は、いかなる周囲光も検出器アセンブリ１１２００の筐体１１２０２に進入することができないように、ガスケット１１２０６上に静置され、それと面一である。いくつかの実施形態において、操作装置アセンブリ１１６００は、例えば容器アセンブリ３７００に含まれる試薬モジュール３７４０の底面３７３５とガスケット１１２０６との強い接触を維持するために、第４の構成において、容器アセンブリ３７００への下向きの力Ｆを維持することができる。
図９５は、一実施形態による、検出器アセンブリ１１２００を制御するために使用することができる検出器回路１１２７０を示す。回路１１２７０は、機器１１２００の筐体１１２０２の中に配置され、基板１１１１８上に装着される。いくつかの実施形態において、回路１１２７０は、当技術分野において一般的に知られているように、光子検出器及び／または光電子信号を処理するための任意の他の回路を含むことができる。
いくつかの実施形態において、試薬、例えば基質は、第４の構成において、反応チャンバ３７３２の中へ連通することができ、よって、化学反応が、検出器１１２１２によって検出することができる反応チャンバ３７３２における信号を生成する。例えば、操作装置アセンブリ１１６００に含まれる第２のプランジャ１１６３６は、容器アセンブリ３７００の試薬モジュール３７４０に含まれるアクチュエータ３７６０に係合して、基質、例えばトリデカナールまたは本明細書で説明される任意の他の基質を反応チャンバ３７３２の中へ連通することができる。基質は、形質導入粒子（例えば、形質導入粒子１６０または本明細書で説明される任意の他の形質導入粒子）等の生物学的または非生物学的ベクターと標的細胞、例えばＭＲＳＡ等の細菌との相互作用によって生成される、容器の中に配置される試料溶液中に存在するレポーター分子、例えばレポーター分子のルシフェラーゼまたは本明細書で説明される任意の他のレポーター分子と相互作用することができる。基質とレポーター分子との相互作用は、信号、例えば検出器１１２１２によって検出される発光を生成することができる。いくつかの実施形態において、基質とレポーター分子との反応は、瞬間的、例えばフラッシュ反応であり得、よって、レポーター分子を含む試料溶液の中へ基質を連通した直後に信号が生成される。信号の検出は、反応チャンバ３７３２の中に配置される試料が標的細胞を含有することを示す。
本明細書で説明されるように、検出器１１２１２または本明細書で説明される任意の他の検出器は、信号測定を行う前に較正することができる。図９６は、機器、例えば機器１１０００に含まれる検出器、例えば検出器１１２１２を較正し、それで測定を行うための方法のフロー図を例示する。本方法は、７０２で、第１のシャッター位置に配置される移動可能なシャッター、例えばシャッター１１２３０によって検出容積がチャネルから光学的に隔離されるような第１の時間に、検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第１の信号を受け取ることを含む。いくつかの実施形態において、光放射、例えば較正信号は、シャッターが第１の位置にあるときに、シャッターによって画定される光チャネルを介して、検出容積の中へ透過することができる。７０４で、シャッターを第２の位置に移動させるために、力が試料容器に印加される。容器は、最初に、チャネル内に少なくとも部分的に配置することができ、よって、容器への力の印加は、容器の遠位端部分が第１のシャッター位置から第２のシャッター位置にシャッターを移動させることを可能にする。これは、７０６で、容器の遠位端部分が、検出容積の中へ移動することを可能にし、よって、チャネルは、この時点で検出容積と光連通している。この位置において、７０８で、検出容積における光放射と関連付けられる第２の信号を受け取ることができる。いくつかの実施形態では、第２の信号を受け取る前に、試薬、例えば基質を容器の遠位端部分の中へ搬送することができる。基質、例えばトリデカナールは、例えば試料中に存在するレポーター分子と反応して、光放射を生成するように構成することができる。いくつかの実施形態において、検出器１１２１２または本明細書で説明される任意の他の検出器は、内部の較正制御、例えばソフトウェアアルゴリズムを含むことができ、よって、外部の較正光源を必要としない。
本明細書で説明されるように、機器１１０００または本明細書で説明される任意の他の機器は、容器（例えば、容器アセンブリ３７００または本明細書で説明される任意の他の容器）を操作して、例えば、容器を輸送する、試薬を容器の反応容積の中へ連通する、及び／または信号、例えば容器内で生成される発光を検出するために使用することができる。図９７は、機器内で容器を操作するための方法のフローチャートを例示する。８０２で、標的細胞、例えば細菌を含有する試料をその中に配置することができる容器を、機器の搬入ゾーン、例えば搬入カートリッジ１１３００の中へ搬入することができる。８０４で、容器が、機器に含まれる加熱器に、例えば駆動アセンブリ１１５００を介して操作装置アセンブリ１１６００によって、加熱器アセンブリ１１４００に輸送される。８０６で、例えば操作装置アセンブリ１１６００の内側プランジャ１１６３２の操作によって、形質導入粒子等の生物学的または非生物学的ベクターが容器の反応容積の中へ連通される。８０８で、容器が、加熱器アセンブリ１１４００によって、所定の時間にわたって所定の温度、例えば４時間にわたって摂氏３７度に維持される。８１０で、形質導入粒子が試料に含まれる標的細胞と相互作用し、よって、標的細胞が一連のレポーター分子を生成する。いくつかの実施形態において、加熱器アセンブリ１１４００は、容器（例えば、容器アセンブリ３７００または本明細書で説明される任意の他の容器）を、所定の時間にわたって一連の温度に維持するように構成することができる。例えば、容器及びその中に配置される試料は、第１の時間、例えば４時間にわたって摂氏３７度に維持することができる。次いで、容器の温度は、例えば第２の温度の加熱器ブロック１１４２２に移送することによって、第１の温度よりも低い第２の温度（例えば、摂氏３０度）まで下げることができる。容器は、例えば、検出まで第２の温度に維持することができる。次いで、８１２で、容器が、機器に含まれる検出器、例えば検出器アセンブリ１１２００に輸送される。例えば、操作装置アセンブリ１１６００は、駆動アセンブリ１１５００を介して容器を輸送するために使用することができる。次いで、８１４で、例えば操作装置アセンブリ１１６００の外側プランジャ１１６３６の操作を介して、基質が容器の中へ連通される。８１６で、基質がレポーター分子と相互作用して信号を生成し、８１８で、検出器を使用して該信号を検出する。次いで、８２０で、分析した容器が機器の搬出ゾーン、例えば搬出カートリッジ１１３００に輸送され、８２２で、容器から取り出すことができる。
いくつかの実施形態において、機器、例えば機器１１０００または本明細書で説明される任意の他の機器は、実験室情報システム（ＬＩＳ）、例えば図２〜図３で示されるようなＬＩＳ１９００と通信することができる。
種々の実施形態を上で説明してきたが、それらは単なる一例として提示されたものであり、限定するものではないことを理解されたい。上で説明される方法及び／または概略図は、ある特定の順序で起こるある特定のイベント及び／または流れパターンを示す場合、ある特定のイベント及び／または流れパターンの順序は、修正され得る。追加的に、ある特定のイベントは、可能であれば、並列過程で同時に行われ得、ならびに順次的に行われ得る。実施形態が特に示され、説明されているが、形態及び詳細において種々の変更が行われ得ることが理解されるであろう。
いくつかの実施形態において、試薬モジュールのいずれか（例えば、１７４０）によって画定される流体経路は、弁または任意の他の流量制御機構を含むことができる。そのような機構としては、フラップ弁、膜弁、ダックビル弁、傘状弁、隔膜、または試薬が一方向に流れることを可能にするための任意の他の適切なバルビング機構が挙げられる。いくつかの実施形態において、弁は、例えば試薬の偶発的な連通を防止するために、所定の圧力閾値を超えたときにだけ流体連通を可能にするように、感圧性とすることができる。
いくつかの実施形態において、標的細胞内のインデューサー分子の存在に関して報告するレポーターシステムを含む本明細書で説明されるシステム及び方法のいずれかは、標的細胞内の標的遺伝子の発現を制御する誘導性プロモーターに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子を、本明細書で示され、説明されるタイプの非複製的な形質導入粒子の中へ組み込むことによって開発することができる。標的遺伝子プロモーターのインデューサーを発現する標的細胞の中へレポーターベクターが導入されると、標的遺伝子プロモーターのレポーターベクターへの誘導を介して、レポーター遺伝子の発現が可能である。
一実施形態では、バンコマイシン耐性腸球菌（ＶＲＥ）を検出する目的で、ＶａｎＲレポーターシステムを開発することができる。エンテロコッカス−フェシウム中に存在し得るＴｎ１５４６トランスポゾンは、ｖａｎＲインデューサー遺伝子及びｖａｎＡ標的遺伝子を含有し得る。ＶＲＥレポーターシステムは、ｖａｎＡ遺伝子を含むｖａｎＨＡＸオペロンの発現を制御するプロモーターＰＨに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子を組み込む、非複製的な形質導入粒子を標的とするエンテロコッカス−フェシウムを開発することによって開発することができる。形質導入粒子が、ＰＨ制御したレポーター遺伝子をエンテロコッカス−フェシウム細胞の中へ送達すると、ｖａｎＲの生成物によるＰＨプロモーターの誘導を介して、レポーター遺伝子が発現する。
別の実施形態では、クロストリジウム−ディフィシルを標的とし、ｔｃｄＡ遺伝子プロモーターに動作可能にリンクされるレポーター遺伝子を組み込む非複製的な形質導入粒子を開発することによって、ＴｃｄＤ、すなわち、クロストリジウム−ディフィシルの毒素Ａ及びＢ遺伝子（それぞれ、ｔｃｄＡ及びｔｃｄＢ）のプロモーターのインデューサーを検出するためのレポーターシステムを開発することができる。クロストリジウム−ディフィシルのＰａＬｏｃトランスポゾンは、ｔｃｄＤ遺伝子及びｔｃｄＡ標的遺伝子を含有し得る。生来の細胞において、ｔｃｄＤ遺伝子を発現し、ＴｃｄＤタンパク質を生成すると、ＴｃｄＤは、ＰｔｃｄＡをＰａＬｏｃトランスポゾンに誘導し、したがって、ｔｃｄＡ遺伝子の発現を引き起こし、したがって、毒素Ａタンパク質を生成することができる。ｔｃｄＡ遺伝子プロモーター（ＰｔｃｄＡ）に動作可能にリンクしたレポーター遺伝子を標的細胞の中へ導入することによって、次いで、ＴｃｄＤはまた、レポーター遺伝子を制御するＰｔｃｄＡを誘導し、レポーター分子の発現を引き起こすこともできる。
信号発生のための基質を必要とするレポーターを用いる非複製的な形質導入粒子に基づく生存細胞レポーターを開発することによって、及び基質が標的酵素との相互作用を介してケージング解除されない限り、レポーターを介して信号をトリガーすることができないように基質をケージングすることによって、標的細胞内酵素の存在について報告するためのレポーターシステムを開発することができる。標的細胞は、形質導入粒子に曝露され、よって、レポーターが標的細胞内で発現し、ケージングした基質が印加される。標的細胞が標的酵素を含有する場合、標的酵素とケージングした基質との相互作用は、基質をケージング解除し、したがって、ケージング解除した基質が、発現したレポーター分子から信号をトリガーすることを可能にする。
一実施形態において、発現させるレポーター分子は、ウミシイタケルシフェラーゼとすることができ、ケージングした基質は、標的細胞に対して内因性であるβラクタマーゼ酵素が、ケージングしたルシフェリンからケージング化合物を開裂させ、そして、ケージング解除したルシフェリンを解放することができるようにケージングされる、ウミシイタケルシフェリンとすることができる。βラクタマーゼ酵素を含有し得る細胞を標的にする非複製的な形質導入粒子の中へこれらの成分を組み込むことによって、標的細胞特異的βラクタマーゼ酵素レポーターシステムを開発することができる。
細胞内分子レポーターシステムは、細胞内標的分子と相互作用しない限り信号を放射しない切り替え可能なレポーター分子を、非複製的な形質導入粒子の中へ組み込むことによって開発することができる。
一実施形態において、非複製的な形質導入粒子は、細胞内標的分子に結合したときに立体配座の変化を受けるように設計される切り替え可能なアプタマーを発現する遺伝子を組み込むように設計することができる。立体配座の変化は、次いで、アプタマーが結合したときに、アプタマーが、高い蛍光を呈するフルオロフォアに結合することを可能にする。
標的転写物が細胞内に存在する場合にレポーター分子の発現を引き起こすことによって生存細胞内の標的転写物を検出するための、アンチセンスＲＮＡに基づくレポーターシステムを開発することができる。一般的な実施形態において、非複製的な形質導入粒子は、標的転写物（標的）の領域と相補的であるアンチセンスメッセージをエンコードするＤＮＡ配列を組み込み、及びレポーター遺伝子（レポーター）に融合される標的転写物（標的＊）の突然変異バージョンをエンコードする配列が使用される。標的転写物の突然変異は、アンチセンス転写物が、生来の標的転写物に結合するその親和性よりも低い親和性で、突然変異した標的転写物に結合する程度である。アンチセンス配列は、プロモーター配列（Ｐ）によって制御され、レポーター遺伝子にリンクされる突然変異した標的配列は、同一のプロモーター配列（Ｐ）によって制御される。レポーターシステムが、内因性標的転写物を含有しない細胞の中へ導入されたときに、発現したアンチセンス転写物は、レポーター遺伝子の翻訳を抑制し、アンチセンス転写物及びレポーター転写物は、その過程において消費される。しかしながら、ベクターが、内因性標的転写物を含有する細胞の中へ挿入されたときに、発現したアンチセンス転写物は、生来の標的転写物に好んで結合し、アンチセンス転写物及び標的転写物は、その過程において消費され、レポーター遺伝子を翻訳したままにし、したがって、検出され得るレポータータンパク質を生成する。このようにして、このベクターは、標的転写物を含有する標的細胞の中へ導入されたときに、検出可能な信号の発現を引き起こす。
いくつかの実施形態において、黄色ブドウ球菌細胞を標的にする非複製的な形質導入粒子は、ｍｅｃＡ転写物の存在について報告するように設計され、したがって、ＭＲＳＡ検出システムをもたらす。形質導入粒子は、ｍｅｃＡ転写物（ｍｅｃＡ）のある領域と相補的であるアンチセンスメッセージをエンコードするＤＮＡ配列、及び細菌ルシフェラーゼ遺伝子ｌｕｘＡ及びｌｕｘＢ（ｌｕｘＡＢ）に融合されるｍｅｃＡ転写物（ｍｅｃＡ＊）の突然変異したバージョンをエンコードする配列を送達する。ｍｅｃＡ＊転写物の突然変異は、アンチセンス転写物が、生来のｍｅｃＡ転写物に結合するその親和性よりも低い親和性で、その転写物に結合する程度である。ｍｅｃＡ＊−ｌｕｘＡＢ融解及びアンチセンスｍｅｃＡ遺伝子断片は、それぞれ、構成的に発現するプロモーターに動作可能にリンクされる。レポーター構築物が形質導入粒子によってＭＲＳＡ細胞の中へ導入されたときに、細胞が内因性ｍｅｃＡ転写物を生成しない場合、ｍｅｃＡ遺伝子のアンチセンス配列断片は、ｌｕｘＡＢ遺伝子に融合されるｍｅｃＡ遺伝子の修飾断片の転写物のｍｅｃＡ配列にだけ結合することができる。よって、この結合イベントは、ｌｕｘＡＢ遺伝子の翻訳を防止し、したがって、この細胞内のルシフェラーゼの生成を防止する。一方で、細胞が内因性ｍｅｃＡ転写物を含有する場合、ｍｅｃＡ遺伝子のアンチセンス配列断片の転写物は、ｌｕｘＡＢ遺伝子に融合したｍｅｃＡ遺伝子の修飾断片の転写物を通じて、内因性ｍｅｃＡ転写物に選好的に結合し、したがって、この転写物をｌｕｘＡＢ遺伝子の翻訳に利用可能なままにし、それによって、ルシフェラーゼを生成する。このようにして、ｍｅｃＡ転写物レポーターベクターは、細胞内の内因性ｍｅｃＡ転写物の存在について報告することができる。
種々の実施形態を、特定の特徴及び／または構成要素の組み合わせを有するように説明してきたが、上で論じられるような実施形態のいずれかからの任意の特徴及び／または構成要素の組み合わせを有する、他の実施形態が可能である。

Claims (19)

  1. 検出器アセンブリを備える装置であって、
    前記検出器アセンブリは、筺体、検出器、及びシャッターを備え、
    前記筺体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定すると共に、前記チャネルを前記検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定し、
    前記筺体は、第１のシール表面及び第２のシール表面を含み、前記試料容器の第１の部分及び前記第１のシール表面は、前記試料容器の第２の部分が前記検出容積内に配置されたときに、前記筺体の外側の容積から前記検出容積を隔離するように構成され、
    前記シャッターは、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で前記筺体内に移動可能に配置される部分を有し、前記シャッターのシール表面及び前記筺体の前記第２のシール表面は、前記シャッターが前記第１のシャッター位置にあるときに、前記筺体の前記チャネルから前記検出容積を隔離するように構成され、前記筺体の前記チャネルは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、
    前記シャッターは、較正光源を含む較正ポートを画定し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第１のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通すると共に前記較正光源を前記検出器と連通させ、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離される、装置。
  2. 前記第１のシール表面は、ガスケットを含む、請求項１に記載の前記装置。
  3. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第２の部分が前記検出容積の外側の前記チャネル内にあるときに、前記第１のシャッター位置にあり、前記シャッターは、前記試料容器の前記第２の部分が前記検出容積内にあるときに、前記第２のシャッター位置にある、請求項１又は２に記載の前記装置。
  4. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第２の部分に係合して、前記シャッターを前記第１のシャッター位置から前記第２のシャッター位置に移動させるように構成される、作動表面を含む、請求項１から３の何れか１項に記載の前記装置。
  5. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第２の部分が前記チャネル内で前記検出容器に向かって移動して前記シャッターを前記第２のシャッター位置に向かって移動させるときに、前記試料容器の前記第２の部分に係合するように構成される傾斜路を含む、請求項１から４の何れか１項に記載の前記装置。
  6. 前記シャッターは、前記チャネルの縦軸に沿った方向に前記筺体内を平行移動するように構成される、請求項１から５の何れか１項に記載の前記装置。
  7. シャッターを前記第１のシャッター位置に向かって付勢するように構成されるバイアス部材をさらに備える、請求項１から６の何れか１項に記載の前記装置。
  8. 前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーを含むと共に光導体を含む、請求項１から７の何れか１項に記載の前記装置。
  9. 検出器アセンブリを備える装置であって、
    前記検出器アセンブリは、筺体、検出器、及びシャッターを備え、
    前記筺体は、第１の部分および第２の部分を有する試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定すると共に、前記チャネルを前記検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定し、前記筺体は、シール表面を含み、
    前記シャッターは、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で前記筺体内に移動可能に配置される部分を有し、前記シャッターは、シール表面及び作動部分を含み、
    前記作動部分は、前記試料容器の前記第２の部分に係合して、前記試料容器の前記第２の部分が前記検出容積に向かって移動するときに、前記シャッターを前記チャネルの縦軸に平行な方向に沿って前記第１のシャッター位置から前記第２のシャッター位置に移動させるように構成され、
    前記シャッターの前記シール表面及び前記筺体の前記シール表面は、前記シャッターが前記第１のシャッター位置にあるときに、前記筺体の前記チャネルから前記検出容積を隔離するように構成され、前記筺体の前記チャネルは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、
    前記シャッターは、較正光源を含む較正ポートを画定し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第１のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通すると共に前記較正光源を前記検出器と連通させ、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離される、装置。
  10. 前記筺体の前記シール表面は、第２のシール表面であり、前記筺体は、第１のシール表面を画定し、
    前記試料容器の第１の部分及び前記筺体の前記第１のシール表面は、前記試料容器の前記第２の部分が前記検出容積内に配置されるときに、前記筺体の外側の容積から前記検出容積を隔離するように構成される、請求項９に記載の前記装置。
  11. 前記シャッターを前記第１のシャッター位置に向かって付勢するように構成されるバイアス部材をさらに備える、請求項９又は１０に記載の前記装置。
  12. 前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーを含むと共に光導体を含む、請求項９から１１の何れか１項に記載の前記装置。
  13. 検出器アセンブリを備える装置であって、
    前記検出器アセンブリは、筺体、検出器、及びシャッターを備え、
    前記筺体は、試料容器を受け取るように構成されるチャネルを画定すると共に、前記チャネルを前記検出器と連通して配置するように構成される検出容積を画定し、前記筺体は、シール表面を含み、
    前記シャッターは、第１のシャッター位置と第２のシャッター位置との間で前記筺体内に移動可能に配置され、前記シャッターのシール表面及び前記筺体の前記シール表面は、前記シャッターが前記第１のシャッター位置にあるときに、前記筺体の前記チャネルから前記検出容積を隔離するように構成され、前記筺体の前記チャネルは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離され、前記シャッターは、前記チャネルの縦軸に沿った方向に前記筺体内を平行移動するように構成され、
    前記シャッターは、較正光源を含む較正ポートを画定し、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第１のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と連通すると共に前記較正光源を前記検出器と連通させ、前記較正ポートは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積から隔離される、装置。
  14. 前記筺体の前記シール表面は、第２のシール表面であり、前記筺体は、第１のシール表面を画定し、
    前記試料容器の第１の部分及び前記第１のシール表面は、前記試料容器の第２の部分が前記検出容積内に配置されるときに、前記筺体の外側の容積から前記検出容積を隔離するように構成される、請求項１３に記載の前記装置。
  15. 前記シャッターは、前記試料容器の前記第２の部分に係合して、前記容器の前記第２の部分が前記検出容積に向かって移動するときに、前記シャッターを前記第１のシャッター位置から前記第２のシャッター位置に移動させるように構成される作動表面を含む、請求項１３又は１４に記載の前記装置。
  16. 前記光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又はレーザーを含むと共に光導体を含む、請求項１３から１５の何れか１項に記載の前記装置。
  17. 試料から信号を受け取るための方法であって、
    第１の時間に、検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第１の信号を受け取ることであって、前記検出容積は、移動可能なシャッターによってチャネルから光学的に隔離され、前記シャッターは、第１の位置に配置されるときに、較正光源を含む較正ポートを画定する、受け取ることと、
    試料容器の一部が前記シャッターを前記第１の位置から第２の位置に移動させ、それにより前記較正ポートを前記検出容積から隔離して前記試料容器の前記一部が前記検出容積内に配置されるように、チャネル内に少なくとも部分的に配置される前記試料容器に力を印加することであって、前記チャネルは、前記シャッターが前記第２のシャッター位置にあるときに、前記検出容積と光連通している、印加することと、
    前記試料容器の前記一部が前記検出容積の中にあるときに、第２の時間に、前記検出容積における光放射の大きさと関連付けられる第２の信号を受け取ることと、
    を含む、方法。
  18. 前記シャッターが前記第１の位置にあるときに、前記シャッターによって画定される光チャネルを介して、光放射を前記検出容積の中へ透過させることをさらに含む、請求項１７に記載の前記方法。
  19. 前記第２の信号を前記受け取ることの前に、試薬を前記試料容器の前記一部の中へ搬送することをさらに含み、前記試薬は、前記試料容器の前記一部において試料と反応して、光放射を生成するように配合される、請求項１７又は１８に記載の前記方法。
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