JP6772195B2 - 迅速かつ高感度なバクテリア検出 - Google Patents
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Description
この方法において、標本は、目的とする特定のバクテリアに特異的な増殖培地とともにチャンバーに配置される。この液体培地は、目的とする特定のバクテリアを成長させる一方、混入した他種の成長を妨げる特異的な条件を提供する。培地には酸素の存在下で消光する蛍光体が溶解されている。バクテリアは好気性であるため、培地に存在する酸素を代謝中に消費して周辺環境の酸素を枯渇させ、蛍光を発生させる。適切な薬剤を培養液に加え、蛍光を用いて成長の有無を測定することにより、薬剤耐性を調べることが可能である。(Pp.22−23)
この代謝モニタリングは、大きな体積(1〜10ml)内で実施される場合、長い時間を要する。しかし、標本が数千またはそれ以下の体積に分割された場合、目的のバクテリアを含むウェルと含まないウェルができる。この分割のプロセスにより、バクテリアの局所的濃度は数倍のオーダーで増加する。従って、小さな体積中に存在する栄養素は迅速に枯渇し、その事実は、より早く感知され得る。これが、我々の迅速なバクテリア代謝モニタリングの原理である。(P.23)
実験のセットアップ及び手順。典型的な実験において、標本は増殖培地(ルリア−ベルターニ(LB)培地)及び酸素感受性蛍光体(トリス(2,2’−ビピリジル)ジクロロルテニウム六水和物(RTDP)−0.1mg/mL)を含む溶液と混合され、マイクロアレイ上に分注される。スワイプする容易なプロセスによって標本は親水性マイクロウェルに分注される一方、最上面が疎水性であることにより標本は最上部から綺麗に取り除かれる(図1の工程4、5)。次に、マイクロアレイは、ガラススライド(界面活性剤を用いて親水性とされたもの)でキャップされ、蛍光顕微鏡で撮像され、蛍光強度が測定される(P.23)。
本発明の目的は、バクテリア検出の所要時間を改良することである。これにより、迅速かつ高感度な検出が実現される。
本発明のさらなる特徴及び利点は以下に記載される通りであり、一部は明細書から明らかであるか、または発明の実施により理解されるだろう。本発明の目的及び他の利点は、明細書、請求の範囲、及び添付された図面において特に示される構造により、認識かつ達成されるだろう。
上記の概略的な説明と下記の詳細な説明は共に例示的かつ解説的なものであり、特許請求の範囲で請求される本発明を更に説明することを意図していると理解すべきである。
Claims (8)
- 生きたバクテリアの検出方法であって、
酸素により消光される蛍光材料を供給する工程と、
前記蛍光材料と前記バクテリアを、バクテリア培養チャンバー内のある領域に共局在させる工程と、
前記バクテリアを成長させる工程と、
前記共局在された領域において前記蛍光材料が発する蛍光シグナルを検出する工程と、
を含む方法であって、
前記蛍光材料は蛍光ナノ粒子を含み、
前記蛍光ナノ粒子のそれぞれが、
金属コア、
前記金属コアの外側のスペーサー層、及び
前記スペーサー層の外側の蛍光材料、
を含む方法。 - 前記蛍光材料は前記バクテリアに親和性を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記金属コアは、金、銀又はアルミニウムで作られる、請求項1に記載の方法。
- 前記共局在化の工程は、
(1)前記バクテリアを含む標本及び前記蛍光ナノ粒子に遠心分離を施す工程、
(2)前記バクテリアを含む標本及び前記バクテリアと同じ移動度を有する前記蛍光ナノ粒子に電気泳動を施す工程、
(3)前記バクテリアを含む標本及び前記バクテリアに親和性を有する前記蛍光ナノ粒子を、表面が前記バクテリアに親和性を有する材料で修飾されたマイクロ流路に通す工程、
(4)前記バクテリアを含む標本及び常磁性を有する前記蛍光ナノ粒子に磁場をかける工程、
の少なくとも1つを含む、請求項1又は3に記載の方法。 - 生きたバクテリアの検出方法であって、
酸素により消光される蛍光材料を供給する工程と、
前記蛍光材料と前記バクテリアを、バクテリア培養チャンバー内のある領域に共局在させる工程と、
前記バクテリアを成長させる工程と、
前記共局在された領域において前記蛍光材料が発する蛍光シグナルを検出する工程と、
を含む方法であって、
前記共局在させる工程は、
(1)フィルムとして形成された前記蛍光材料を備えた表面領域を有するバクテリア培養チャンバーを供給する工程と、
前記バクテリアを含有する標本を前記バクテリア培養チャンバーに設置する工程と、
前記蛍光フィルムが位置する前記領域に前記バクテリアを集めるために、前記バクテリア培養チャンバーに遠心分離を施す工程、
(2)フィルムとして形成された前記蛍光材料を備えた表面領域を有するバクテリア培養チャンバーを供給する工程と、
前記バクテリアを含有する標本を前記バクテリア培養チャンバーに設置する工程と、
前記蛍光フィルムが位置する前記領域に前記バクテリアを集めるために、前記バクテリア培養チャンバーに電気泳動を施す工程、
(3)フィルムとして形成された前記蛍光材料を表面に備え、前記バクテリアに親和性を有する捕捉材料で前記表面がさらに修飾されたマイクロ流路を備えたマイクロ流体デバイスを供給する工程と、
前記バクテリアを含有する標本を、前記マイクロ流路を通して流す工程、
及び、
(4)コーティングとして形成された前記蛍光材料を備え、前記バクテリアに親和性を有する捕捉材料でさらに修飾された3次元マトリクスが内部に設置されたマイクロ流路を備えたマイクロ流体デバイスを供給する工程と、
前記バクテリアを含有する標本を、前記マイクロ流路内の前記3次元マトリクスを通して流す工程、
のいずれか1つを有し、
前記蛍光フィルム又はコーティングは、
金属層、
前記金属層の上のスペーサー層、及び
前記スペーサー層の上の蛍光材料層、
を含む方法。 - 前記金属層は、金、銀又はアルミニウムで作られる、請求項5に記載の方法。
- 生きたバクテリアの検出装置であって、
酸素により消光される蛍光材料及び前記バクテリアを成長させるための培地が供給されるバクテリア培養チャンバーと、
前記蛍光材料と前記バクテリアを、前記バクテリア培養チャンバー内のある領域に共局在させるための共局在手段と、
前記共局在された領域において前記蛍光材料が発する蛍光シグナルを検出する手段を有し、
前記蛍光材料は蛍光ナノ粒子を含み、
前記蛍光ナノ粒子のそれぞれが、
金属コア、
前記金属コアの外側のスペーサー層、及び
前記スペーサー層の外側の蛍光材料、
を含む、検出装置。 - 生きたバクテリアの検出装置であって、
酸素により消光される蛍光材料及び前記バクテリアを成長させるための培地が供給されるバクテリア培養チャンバーと、
前記蛍光材料と前記バクテリアを、前記バクテリア培養チャンバー内のある領域に共局在させるための共局在手段と、
前記共局在された領域において前記蛍光材料が発する蛍光シグナルを検出する手段を有し、
前記共局在手段は、
(1)フィルムとして形成された前記蛍光材料を備えた表面領域を有し、前記バクテリアを含有する標本が設置された前記バクテリア培養チャンバーに、遠心分離を施して前記蛍光フィルムが位置する前記領域に前記バクテリアを集める遠心分離装置、
(2)フィルムとして形成された前記蛍光材料を備えた表面領域を有し、前記バクテリアを含有する標本が設置された前記バクテリア培養チャンバーに、電気泳動を施して前記蛍光フィルムが位置する前記領域に前記バクテリアを集める電気泳動装置、
(3)フィルムとして形成された前記蛍光材料を表面に備え、前記バクテリアに親和性を有する捕捉材料で前記表面がさらに修飾されたマイクロ流路を備えたマイクロ流体デバイス、
及び、
(4)コーティングとして形成された前記蛍光材料を備え、前記バクテリアに親和性を有する捕捉材料でさらに修飾された3次元マトリクスが内部に設置されたマイクロ流路を備えたマイクロ流体デバイス、
のいずれかであり、
前記蛍光フィルム又はコーティングは、
金属層、
前記金属層の上のスペーサー層、及び
前記スペーサー層の上の蛍光材料層、
を含む、検出装置。
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