JP6949721B2 - 内蔵型嫌気性環境生成培養装置 - Google Patents

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Description

発明の詳細な説明
[関連出願の相互参照]
本出願は、その開示が参照によって完全に本明細書に組み込まれている、2015年4月29日出願の米国仮特許出願第62/154,684号の優先権を主張するものである。
[背景]
多数の細菌は酸素に対して感受性があり、酸素存在下では増殖しない。このような嫌気性微生物の生存率を測定することは、種々の環境において有用であり得る。例えば、嫌気性微生物が食品加工施設及び/又は包装施設に存在するかどうかを測定することが重要であり得る。医療環境にて嫌気性微生物の存在を測定すること、例えば、診断検査で病原菌の存在を測定することもまた重要であり得る。別の例として、水処理施設では水のサンプルを試験し、このような微生物の有無を決定している。
微生物培養に利用できる種々の装置が提供されている。例えば、微生物は長きにわたりペトリ皿を使用して培養されてきた。当技術分野において既知のとおり、ペトリ皿とは寒天及び栄養素などの微生物増殖に好適な培地を入れた浅い平底の円形皿である。しかし、寒天培地の使用には手間と時間を要する。例えば、寒天培地はサンプルの添加前に殺菌、溶解、冷却を必要とする。
加えて、ペトリ皿を使用した嫌気性微生物の培養に好適な環境を得ることが困難な場合がある。嫌気性微生物は酸素存在下では繁殖しないため、このような微生物を増殖させるには物理的かつ化学的に煩雑な手法が必要となることがある。典型的には、酸素透過に対する物理的障壁を付与するため、このような装置を修正、すなわち成形又は設計変更する必要がある。
それ以外に、嫌気性培養装置に組み込んだ化学薬剤を使用して酸素を除去する手法が開発されている。一般に、このような装置は、ゲル又は栄養培地に組み込まれた還元剤又は無菌膜片を含む。加えて、米国特許第3,338,794号は、酸素不透過性フィルム層とそのフィルム間にある栄養培地とから形成され、還元性化合物を含む嫌気性菌培養装置について記載している。
しかし、これらの装置及びその他の装置では、費用が高額であり、簡単に使い捨てすることができない。また、これらの装置は組み立て及び/又は使用に手間がかかる場合がある。好気性環境において嫌気性微生物を培養するための簡易な装置の製造が試みられているが、依然として嫌気性培養装置の改善が必要とされている。
[概要]
広くは、本開示はサンプル中の微生物の検出、及び所望により計数に関する。特に、本開示は、微耐気性、微好気性、偏性嫌気性微生物の増殖及び検出に関する。増殖及び検出を、内蔵型の改変された環境生成培養装置を使用して実施できる。改変された環境生成装置は、低濃度の溶存酸素、及び任意により、高濃度の溶存二酸化酸素を有する、水性増殖培地を生成するために、水性液体で活性化される。
本明細書に開示される本発明の培養装置及び方法は、酸素を含有する(例えば、通常の大気中酸素を含有する)環境で微生物をインキュベートする場合であっても、微耐気性、微好気性、又は偏性嫌気性微生物の増殖、検出、及び鑑別をもたらす。この装置では、嫌気性微生物の培養に典型的に必要とされる、専用のインキュベーション機器及び試薬(例えば、嫌気ジャー、使い捨て嫌気菌用袋、パラジウム触媒、嫌気性グローブボックス)を不要とする点で有利である。加えて、本方法は、個々のコロニーから産生される二酸化炭素ガスの検出を可能にし、それによって純粋培養の単離に要する付加的な培養時間と、ガス産生を検出するための発酵管の使用とを不要にすることにより、細菌の鑑別をもたらす。更に本開示は、サンプル中の微耐気性、微耐気性、微好気性、偏性嫌気性菌の計数に関する。微好気性、及び偏性嫌気性微生物は、成長及び繁殖時に低酸素環境を要するという共通の性質を有する。
一態様では、本開示は、微生物のコロニーを計数するための培養装置を提供する。この装置は、防水性基部と、基部に取り付けられた防水性カバーシートと、基部とカバーシートとの間に配置された増殖区画とを含む、本体を備え得る。増殖区画は、周辺部と、増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部とを有し得る。周辺部の一部分は、防水性シールにより画定される。この部分は、周辺部の50%超を含み得る。乾燥した冷水可溶性ゲル化剤は、増殖区画内で基部に接着させることができる。乾燥した第1酸素除去試薬は、増殖区画内に配置されてもよい。
別の態様では、本開示は、嫌気性微生物を培養するための装置をもたらす。装置は、平坦な防水性基材と、冷水可溶性ゲル化剤と、乾燥した第1酸素除去試薬とを備える本体を備える。基材は、周縁部と、離れた第1及び第2区分を有する第1主面と、第1主面の反対側の第2主面と、第1区分を第2区分に対して並置して重ねるように配置するための折り目とを備える。第1区分及び第2区分は、増殖区画の内壁を画定することができ、この増殖区画は、周辺部と、増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部とを備える。周辺部の一部分は、防水性シールによって画定され、この部分は、周辺部の50%超を含み得る。冷水可溶性ゲル化剤は、増殖区画内で第1区分に接着させることができる。乾燥した第1酸素除去試薬は、微生物増殖区画内に配置されてもよい。
更に別の態様において、本開示はサンプル中の嫌気性微生物を検出する方法を提供する。方法は、サンプルを上記実施形態のいずれかの装置の増殖区画に堆積させる工程と、嫌気性微生物の増殖を促進させる条件下で装置をインキュベートする工程と、増殖区画内の嫌気性微生物のコロニーの指標を検出する工程とを含み得る。
「好ましい」及び「好ましくは」という語は、特定の状況下で特定の利益をもたらすことができる本発明の実施形態を指す。しかしながら、同じ又は他の状況下で他の実施形態が好ましい場合もある。更に、1つ以上の好ましい実施形態の記載は、他の実施形態が有用でないことを含意するものではなく、他の実施形態を本発明の範囲内から排除することを意図するものではない。
「含む(comprises)」という用語及びその変化形は、これらの用語が本明細書及び特許請求の範囲において現れる場合、限定的な意味を有しない。
本明細書において使用するとき、「1つ(a、an)」、「その(the)」、「少なくとも1つ(at least one)」及び「1つ以上(one or more)」は、互換的に使用される。したがって、例えば、栄養素は、「1つ又は2つ以上の」栄養素を意味するように、解釈され得る。
「及び/又は」という用語は、列挙される要素のうちの1つ若しくは全て、又は列挙される要素のうちの任意の2つ以上の組み合わせを意味する。
また本明細書において、端点による数値範囲の記載は、その範囲内に含まれる全ての数が含まれる(例えば、1〜5は、1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等を含む)。
用語「微生物」又は「細菌」は、単細胞生物又は多細胞生物であり得るいずれかの微小生物を指す。この用語は一般的に、1種以上の細菌を非制限的に含む好適な培地内で成長及び繁殖することができる、原核又は真核微小生物をさすものとして使用される。本発明の範囲に包含される微生物としては、原核生物、すなわち細菌及び古細菌、並びに原虫、真菌、酵母(例えば、嫌気性酵母)、藻類などを含む様々な形態の真核生物が挙げられる。用語「標的微生物」とは、検出することが望まれるいずれかの微生物を指す。
本明細書では、「嫌気性微生物(anaerobic microorganism)」又は「嫌気性生物(anaerobe)」という用語は、酸素に反応しやすく、酸素の存在下では増殖しない微生物を指す。嫌気性微生物又は嫌気性生物は、成長のために酸素を必要としないあらゆる微生物である。嫌気性微生物は、絶対的嫌気性生物と通性嫌気性生物の両方を含む。絶対的嫌気性生物は、大気レベルの酸素にさらされると死滅する微生物である。通性嫌気性生物は、酸素が存在する場合は好気呼吸を行うことができるが、酸素がない場合は発酵又は嫌気呼吸に切り替えることが可能な微生物である。本発明の方法及びシステムは、絶対的嫌気性生物と通性嫌気性生物の両方の濃縮及び検出に使用することができる。
用語「微好気性微生物(microaerophilic microorganism)」又は「微好気性菌(microaerophile)」とは、本明細書において、微量の酸素の存在下においてのみ増殖するいずれかの微生物を指す。微好気性菌は、酸素を使用するが、非常に低濃度(低いマイクロモル範囲)の、典型的には5〜15%の濃度の酸素を使用し、通常の酸素濃度、又は約15%を超える濃度では成長が阻害される。
本明細書では、微生物の「培養」又は「増殖」という用語は、微生物の増殖を促す条件下にある所定の培地内で微生物を繁殖させることによって微生物の数を増大させる方法を指す。より具体的には、これは、微生物の少なくとも1回の細胞分裂を促進するのに好適な培地及び条件を提供する方法である。培地は、微生物の増殖にとって必要な栄養素、及び物理的増殖パラメータを全て含む、固体、半固体、又は液体の培地である。
用語「増菌」とは、特定の微生物の増殖にとって好ましい、特定の既知の属性を有する、培地及び条件を与えることによって、特定の微生物の増殖を選択的に増加させる培養方法を指す。増菌培地環境は、選択される微生物の増殖に肯定的に影響する、及び/又はその他の微生物の増殖に否定的に影響する。
「酸素除去試薬」及び「酸素除去剤」は、所与の環境の酸素を消費する、使う、又はこれと反応することができる、化合物を指すものとして、幅広く使用される。好ましくは、酸素除去試薬は、嫌気性微生物の増殖を遅くしたり阻害したりすることがない。
用語「還元剤」とは、本開示の装置の増殖区画内の乾燥成分の水和によって形成される半固体培地のE電位を低下させることができる物質を指す。
本発明の上記の概要は、本発明のそれぞれの開示される実施形態又は全ての実施を説明することを目的とするものではない。以下の説明は、例示的実施形態をより具体的に例示する。本出願を通していくつかの箇所において、例のリストによって指針が示されるが、それらの例は様々な組み合わせで使用することができる。いずれの場合にも、記載されたリストは、代表的な群としての役割のみを果たすものであり、排他的な列リストして解釈されるべきではない。
これら及び他の実施形態の更なる詳細については、添付図面及び以下の説明において述べる。他の特徴、目的及び利点は、説明及び図面から、かつ特許請求の範囲から明らかになるであろう。
本開示による培養装置の一実施形態の平面図である。 図1Aの培養装置の直線1B−1Bに沿った、分解側断面図である。 本開示による培養装置の別の実施形態の平面図である。 図2Aの培養装置の分解側面図である。 本開示による培養装置の更に別の代替的実施形態の平面図である。 図3の培養装置の別の実施形態の平面図である。 図4Aの培養装置の分解側面図である。 本開示による培養装置の更に別の代替的実施形態の平面図である。 図5Aの培養装置の分解側面図である。 本開示による一体型基部を備える、部分的に組み立てられた培養装置の平面図である。 図6の部分的に組み立てられた装置の側面図である。 培養装置を形成するように折り畳まれているときの、図6の部分的に組み立てられた装置の側面図である。 図6の部分的に組み立てられた装置から形成された培養装置の平面図である。 本開示による培養装置に接種するプロセスの一実施形態の概略平面図である。 本開示による培養装置を作製するためのプロセスの一実施形態の様々なプロセスの概略平面図である。 本開示による培養装置を作製するためのプロセスの一実施形態の様々なプロセスの概略平面図である。 本開示による培養装置を作製するためのプロセスの一実施形態の様々なプロセスの概略平面図である。 本開示による培養装置を作製するためのプロセスの一実施形態の様々なプロセスの概略平面図である。 本開示による培養装置を作製するためのプロセスの一実施形態の様々なプロセスの概略平面図である。
[詳細な説明]
本開示の任意の実施形態を詳しく説明する前に、本発明はその適用において、以下の説明に述べる又は以下の図面に例示する構成の細部及び構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、様々な方法で実施又は実行することができる。更に、本明細書で使用される専門用語及び用語は、説明目的のためであり、制限とみなされるべきではないと理解される。本明細書における「含む(including)」、「備える(comprising)」又は「有する(having)」、及びこれらの変形の使用は、その後に挙げられる項目及びその等価物、並びに追加的な項目を包含することを意図される。別段の指示又は限定がない限り、「接続(connected)」及び「結合(coupled)」という用語及びこれらの変形は広義に使用されるものであり、直接的及び間接的な接続及び結合を包含する。更に、「接続」及び「連結」は、物理的又は機械的な接続又は連結に制限されるものでない。本開示の範囲から逸脱することなく、他の実施形態を利用することができ、構造上又は論理上の変更を加えることもできることを理解されたい。更に、「前」、「後」、「上」、「下」などの用語は、各要素の互いに対する関係を説明するためにのみ用いられるものであり、装置の特定の向きを説明すること、装置に必要とされる又は求められる向きを指示又は示唆すること、あるいは本明細書に記載される発明が、使用時にどのように使用、装着、表示、又は配置されるかを特定することを目的とするものでは決してない。
本開示は、概して、サンプル中の微生物の検出及び所望により計数に関する。例えば、いくつかの実施形態において、本開示は、微好気性、微耐気性、又は偏性嫌気性微生物の様々な群の増殖及び検出に関する。様々な群には、乳酸菌(以降、「LAB」)として全体的に既知である下位分類が含まれる。微好気性、微耐気性、又は偏性嫌気性微生物の増殖及び検出は、内蔵型の低酸素環境生成培養装置を使用して実施できることが既知である。
特定の微生物は通性嫌気性微生物と考えられている。したがってこれらは、酸素の存在下、又は不在下で増殖し得る。これらの微生物、更に偏性嫌気性微生物は、これらを低酸素、又は嫌気性環境で培養することによって、絶対好気性の微生物に対して選択的に増菌させることができる。本開示の装置は、絶対好気性微生物も含むサンプル内に存在する、通性嫌気性及び偏性嫌気性微生物を選択的に増菌させるために、有利に使用することができる。
現在では、乾燥性の、再水和可能な、内蔵型低酸素環境生成培養装置を作製できることが知られている。培養装置は、培養装置の増殖区画内に配置され、所定体積の水性溶液内で再水和することができる、有効量の実質的に乾燥した酸素除去試薬を含み、再水和した際に酸素除去試薬は、酸素消費反応に関与し得る。更に、現在では酸素消費反応が微耐気性微生物、微好気性微生物、又は偏性嫌気性微生物の増殖を促進するに足る酸素を消費できることが知られている。更に、培養装置はインキュベーション中、嫌気性環境下に保持され、培養装置は、上記の微生物の増殖を促進するため、最大約8日間にわたり低酸素環境を維持することができる。
対象となる細菌種は、例えば、血液、唾液、接眼レンズ液、滑液、脳脊髄液、膿汁、汗、排出物、尿、粘液、粘膜組織(例えば、頬、歯肉、鼻、眼球、気管、気管支、胃腸、直腸、尿道、尿管、膣、頸部、及び子宮粘膜)、母乳、糞便、又は同等物等の生理的液体のような任意の源に由来することができる試験サンプル内で分析することができる。更に、試験サンプルは、例えば、傷、皮膚、前鼻孔、鼻咽頭腔、鼻腔、前鼻前庭、頭皮、爪、外耳、中耳、口、直腸、膣、腋窩、会陰、肛門、又は他の同様の身体部位に由来することができる。
生理学的な流体に加えて、他の検査サンプルには、他の液体並びに液体媒体中に溶解又は懸濁した固体が含まれてもよい。対象となるサンプルとしては、プロセス流、水、食品、食材、飲料、土壌、植物又はその他の植生、空気、表面(例えば、製造工場、病院、診療所、又は家庭内の壁、床、設備、器具)などが挙げられ得る。
増殖するために酸素分圧の低減環境を必要とする細菌(すなわち微好気性菌)及び/又は許容する細菌(すなわち、耐気性細菌)の非限定的例としては、ヘリコバクター・ピロリ、カンピロバクター種(例えば、C.ジェジュニ、C.コリ、C.フェタス)、ストレプトコッカス・インターメディウス、ストレプトコッカス・サンギス、ストレプトコッカス・コンステラータス、ゲメラ・モルビロルム、ラクトバチルス種、及びストレプトコッカス・ピオゲネスが挙げられる。
嫌気性菌は本質的に遍在性を持つ。嫌気性菌は、偏性嫌気性であり得、あるいは通性嫌気性でもあり得る。偏性嫌気性又は通性嫌気性細菌の非限定的な例としては、硫酸還元細菌(SRB;例えばデスルフォビブリオ属、及びデスルフォトマクルム属など)、酸生成細菌(APB;例えば、アセトバクテリウム、ペディオコッカス、プロテイニフィラム、ラクトバシラス、スタフィロコッカス、テルモココイデス(Thermococcoides)、及びアシネトバクターなど)、アクチノマイセス種、クロストリジウム種(例えば、C.パーフリンジェンス、C.テタニ、C.スポロゲネス、C.ボツリヌス、C.ディフィシル、C.ブチリカム、C.アセトブチリカム)、乳酸菌(例えば、ラクトバシラス種、リューコノストック種、ペディオコッカス種、ラクトコッカス種)、バクテロイデス種(例えば、Bフラジリス)、及びペプトストレプトコッカス種(例えば、P.ミクロス、P.マグナス、P.アサッカロリティクス、P.アネロビウス及びP.テトラディウス)が挙げられる。通性嫌気性菌の非限定的例としては、腸内細菌(例えば、大腸菌)、サルモネラ種、シトロバクター・フロインデイ、黄色ブドウ球菌、及びリステリア種(例えばL.モノサイトゲネス)が挙げられる。
酵母菌種の多くが通性嫌気性であり、酵母種の一部が偏性嫌気性であるため、本開示の内蔵型嫌気性環境生成培養装置は、酵母菌微生物の増殖及び検出にも有用であることが企図される。
一態様では、本開示は、低酸素環境で増殖する微生物を培養及び検出するための培養装置を提供する。図1A及び図1Bを参照し、本開示の培養装置100は、防水性基部10と、防水性カバーシート20と、基部10とカバーシート20との間に配置された増殖区画30とを含む、本体5を備える。基部10は、内面と、内面の反対側の外面とを有する。カバーシート20は、内面と、内面の反対側の外面とを有する。いずれかの実施形態において、基部10の内面は、カバーシート20の内面と向かい合うように配置される。
増殖区画30は、開口部34を含む周辺部32を有する。開口部34は、増殖区画30への液体のアクセスを提供する。周辺部の一部分は、防水性シール40により画定される。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の50%超を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の80%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の90%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の95%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の98%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の99%以上を含む。いずれかの実施形態において、(例えば、装置に接種した後、使用中)この部分は増殖区画30の周辺部32の100%を含む。
基部10は、好ましくは、水を吸着しない、ないしは別の方法により水による悪影響を受けない材料(例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、又はポリスチレン)で作製された比較的剛性の防水性フィルムである。基部10は、実質的に気体状酸素を透過しない材料を使用して作製されることが好ましい。基部10の好適な材料の非限定的例としては、少なくとも約15μm〜少なくとも約180μm厚のポリエステルフィルム、少なくとも約100μm〜少なくとも約200μm厚のポリプロピレンフィルム、少なくとも約300μm〜約380μm厚のポリスチレンフィルムが挙げられる。その他の好適な基部としては、エチレンビニルアルコールコポリマーフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、及びポリ塩化ビニリデンフィルムが挙げられる。基部10は透明、半透明であってもよく、又は基部10を通じてコロニーを観察することが望まれる場合、基部は透明であってもよい。
カバーシート20は、基部10に取り付けられて(例えば、接着剤で取り付けられる)、増殖区画30を画定し、任意により、カバーシートは、輸送、保管、インキュベーション、及び/又はコロニー計数中に増殖区画を観察するために、光学的に透明である。カバーシート20は、好ましくは、水を吸着しない、ないしは別の方法により水による悪影響を受けない材料(例えば、ポリエステル、ポリプロピレン、又はポリスチレン)製の比較的剛性の防水性フィルムである。カバーシート20は、培養装置10を開かなくても容易にコロニーを計数できるように透明であることが好ましく、微生物及び水蒸気に対して実質的に不透過性である。
一般的に、カバーシートは、基部10の作製に使用される材料と同様の材料から作製することができる。カバーシート20は好ましくは、実質的に気体状酸素を透過しない材料を使用して作製される。基部10の好適な材料の非限定的例としては、少なくとも約15μm〜少なくとも約180μm厚のポリエステルフィルム、少なくとも約100μm〜少なくとも約200μm厚のポリプロピレンフィルム、少なくとも約300μm〜約380μm厚のポリスチレンフィルムが挙げられる。その他の好適な基部としては、エチレンビニルアルコールコポリマーフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、及びポリ塩化ビニリデンフィルムが挙げられる。図1に示されるように、カバーシート20は、増殖区画30の周辺部32の一部分に沿って延びる、防水性シール40を介して基部10に結合される。
当業者であれば、所定の種類のポリマーフィルムを通る酸素ガスの透過性を、ポリマーフィルムの厚さを増加させることにより減少させ得ることが理解されよう。いずれかの実施形態において、本開示の基部及びカバーシートは、気体状酸素を実質的に透過しない好適な厚さを有するポリマーフィルムである。
増殖区画30は、基部10とカバーシート20との間の、培養装置100内の任意のアクセス可能な場所に存在し得る。好ましくは、増殖区画30の周辺部32は、開口部34を例外として、装置100の周縁部80から離れている。
本開示の装置は、増殖区画30内で基部10に接着させた、乾燥した、冷水可溶性ゲル化剤を含む。好ましくは、ゲル化剤は、直接的又は間接的に基部10に接着される。好ましくは、ゲル化剤は、直接的又は間接的に装置100のカバーシート20に接着される。いずれかの実施形態において、ゲル化剤は、装置100の増殖区画30における、基部10の内面10、及び/又はカバーシート20の内面20に均一に分布し得る。
いずれかの実施形態において、ゲル化剤は、基部10に接着された、第1乾燥コーティング14として、装置に適用することができる。いずれかの実施形態において、第1乾燥コーティング14は、増殖区画30内で基部10に接着された、第1接着剤層12に接着させることができる。第1乾燥コーティング14に使用するのに好適なゲル化剤としては、冷水可溶性の天然及び合成ゲル化剤が挙げられる。アルギン、カルボキシメチルセルロース、タラガム、ヒドロキシエチルセルロース、グアーガム、ローカストビーンガム、キサンタンガムなどの天然ゲル化剤、並びにポリアクリルアミド、ポリウレタン、ポリエチレンオキシド、及びこれらの組み合わせなどの合成ゲル化剤が概して好適である。適切なゲル化剤は、本開示並びに米国特許第4,565,783号、同第5,089,413号、及び同第5,232,838号の開示における教示にしたがって選択することができる。好ましいゲル化剤には、ローカストビーンガム、グアーガム、キサンタンガムが挙げられる。これらのゲル化剤は、個別で、又は好ましくは互いに組み合わせることにより、有用となる。
したがって、いずれかの実施形態において、本開示の装置100は、任意により、増殖区画30内で、基部10の内面10の少なくとも一部、又は全部に接着された、第1乾燥コーティング14を備えてもよい。第1乾燥コーティング14は、存在する場合、乾燥した冷水可溶性ゲル化剤を含んでもよい。任意により、第1接着剤層12は基部10に接着され、第1乾燥コーティングの少なくとも一部分が、増殖区画30内で第1接着剤層に接着される。
カバーシート20は、いずれのコーティングも含まないことがある(図示されない)。あるいは、装置100が増殖区画30において、基部10の内面10に接着された第1乾燥コーティング14を有さない場合、又は装置100が基部10に接着された第1乾燥コーティング14を有する場合、カバーシート20は、増殖区画内で、カバーシート20に接着された第2乾燥コーティング24を備えてもよい。第2乾燥コーティング24は、存在する場合、乾燥した冷水可溶性ゲル化剤を含んでもよい。任意により、第2接着剤層22はカバーシート20に接着され、第2乾燥コーティング24の少なくとも一部分が、増殖区画30内で第2接着剤層に接着される。いずれかの実施形態において、第2接着剤層22の一部分を使用して、増殖区画30の周辺部32に防水性シールを形成してもよい。
第1及び第2乾燥コーティングに関して、これらのコーティングは、冷水復元性があり、酸素除去試薬(以下に記載される)、又はゲル化剤の冷水ゲル化特性と実質的に干渉せず、嫌気性微生物の増殖を補助する、いずれかの栄養素又は栄養培地を所望により含むことができる。培養装置に使用するのに好適な具体的な栄養素(複数可)は、装置内で増殖させる微生物によって異なるが、当業者であれば選択は容易である。概して、このような栄養素は冷水可溶性である。細菌の増殖を促進する好適な栄養素は当業者に既知であり、酵母抽出物、ペプトン、糖類、好適な塩などが挙げられるが、これらに限定されない。いずれかの実施形態において、第1及び/又は第2乾燥コーティングは、別の微生物又は微生物群よりも、特定の嫌気性微生物又は微生物群の増殖を促進する選択的薬剤(例えば、栄養素、抗生物質、及びこれらの組み合わせ)を更に含み得る。当業者には、それ以外の種々の配合物が使用可能であり、それによって本発明の範囲が損なわれないことが理解されるであろう。
好ましくは、第1乾燥コーティング14が乾燥粉末及び乾燥粉末凝集体を主成分とする場合、第1コーティング14は、基部10の内面の少なくとも一部分上に配置される第1接着剤層12上に配置される。第1乾燥コーティング14は、例えば米国特許第4,565,783号、同第5,089,413号、及び同第5,232,838号(これらは全て、本明細書において参照によりその全体が組み込まれる)で説明される配合プロセス、接着剤コーティングプロセス、並びに液体コーティングプロセス、及び/又は、乾燥コーティングプロセスを使用して、基部10上に、又は任意選択の第1接着剤層12上に堆積させることができる。
好ましくは、第2乾燥コーティング24が乾燥粉末及び乾燥粉末凝集体を主成分とする場合、第2コーティング24は、カバーシート20の内面の少なくとも一部分上に配置される第2接着剤層22上に配置される。第2乾燥コーティング24は、例えば米国特許第4,565,783号、同第5,089,413号、及び同第5,232,838号(これらは全て、本明細書において参照によりその全体が組み込まれる)で説明される配合プロセス、接着剤コーティングプロセス、並びに液体コーティングプロセス、及び/又は、乾燥コーティングプロセスを使用して、カバーシート20上に、又は任意選択の第2接着剤層22上に堆積させることができる。
増殖区画30は、基部10の内面とカバーシート20の内面との間に配置される容積として定義され、その容積は第1乾燥コーティング14及び/又は第2乾燥コーティング24の少なくとも一部分を包含する。したがって、水性液体が増殖区画に分配されるとき、水性液体は第1乾燥コーティング14(存在する場合)及び/又は、第2乾燥コーティング24(存在する場合)の少なくとも一部と流体接触する。いずれかの実施形態において、未接種の培養装置の増殖区画30の厚さは、約0.2mm〜約3mmであり得る。本開示の接種した増殖装置の増殖区画30の厚さは、例えば、培養装置内に堆積された水性液体(図示されない)の体積、及びサンプル(図示されない)と関連する固体(例えば、懸濁された粒子、及び/又は膜フィルター)の存在によって様々であり得る。いずれかの実施形態において、接種した培養装置の増殖区画の厚さは、約1mm〜約5mmであり得る。
本開示の培養装置は、1つ以上の乾燥した酸素除去試薬を有効量で更に含む。本明細書において記載されるように、1種以上の酸素除去試薬が、増殖区画内に配置され、任意により、増殖区画内で接着剤層に接着される。「乾燥した」とは、本明細書において使用するとき、試薬が実質的に水を含まないことを意味する。「実質的に水を含まない」という表現は、試薬を周囲環境と平衡させた後、材料(例えば、粉末として、又は脱水水性コーティングとして供給される)の含水量以下の含水量を有する試薬を指す。
任意により、本開示の培養装置は、緩衝剤、還元剤、指標試薬、及び/又は有効量の二酸化炭素発生試薬の成分などの他の乾燥した、水により再水和可能な成分を更に含むことができる。
少なくとも2種類の乾燥成分(例えば、ゲル化剤、及び1種以上の酸素除去試薬、又は還元剤)は、本明細書において記載されるように、サンプル材料を培養装置の増殖区画に導入(例えば、接種)する前、している間、又はした後に、水性液体で水和される。典型的には、サンプル材料及び/又は水性液体は、周囲条件(すなわち好気ガス環境)にて培養装置の増殖区画に導入される。よって、好気的状況下で増殖区画にサンプルが接種された後、培養装置の増殖領域内の水性液体は、第1溶存酸素濃度を有する。培養装置内の1種以上の酸素除去試薬は、増殖領域内の水性液体中の第1溶存酸素濃度を、第1溶存酸素濃度よりも実質的に低い第2溶存酸素濃度へと低減させるように機能する。このように接種後の培養装置の増殖区画内の溶存酸素濃度が低減されることで、培養装置中の偏性嫌気性又は微好気性微生物の増殖が促進される。
いずれかの実施形態において、1種以上の酸素除去試薬の有効量及びその濃度は、1種以上の酸素除去試薬を、培養装置の増殖区画内の所定体積の水性液体と流体接触させた後約120分以内に、第1溶存酸素濃度から第2溶存酸素濃度への低減が生じるように選択される。いずれかの実施形態において、1種以上の酸素除去試薬の有効量及びその濃度は、酸素除去試薬を、培養装置の増殖区画内の所定体積の水性液体と流体接触させた後約60分以内に、第1溶存酸素濃度から第2溶存酸素濃度への低減が生じるように選択される。いずれかの実施形態において、1種以上の酸素除去試薬の有効量及びその濃度は、酸素除去試薬を、培養装置の増殖区画内の所定体積の水性液体と流体接触させた後約30分以内に、第1溶存酸素濃度から第2溶存酸素濃度への低減が生じるように選択される。
いずれかの実施形態において、第1溶存酸素濃度から第2溶存酸素濃度への低減は、周囲温度(例えば約23℃)から約42℃までの温度(これらの温度を含む)で生じる。よって、本開示による方法のいずれかの実施形態において、酸素除去試薬を、培養装置の増殖区画内の所定体積の水性液体と流体接触させた後、第1溶存酸素濃度から第2溶存酸素濃度へと低減させるために、培養装置を高温(すなわち周囲温度以上)でインキュベートする必要がない。
微生物を培養するために好適な時間内に、本開示の培養装置の増殖区画から取り除かれる酸素の量はとりわけ、培養装置の増殖区画内の1種以上の酸素除去試薬の量に依存することを、当業者であれば理解するであろう。本開示による増殖区画内の酸素除去試薬の量を調節することにより、培養装置は、微耐気性微生物の培養に向けて、又は偏性嫌気性微生物の培養に向けて構成することができる。
例えば、L−アスコルビン酸及びその塩、酸素消費反応を触媒する酵素、第一鉄塩、硫酸の金属塩、重亜硫酸塩、及びメタ重亜硫酸塩を含む多くの酸素除去試薬が既知である。本開示による好適な酸素除去試薬は、培養装置内で低酸素又は嫌気的局地環境を生成するために十分に酸素を消費し、装置内で培養される微生物と、これらの微生物の成長を実質的に阻害することなく、流体連通し得る、量及び種類の反応生成物を生じる。いずれかの実施形態において、酸素除去試薬は、約1マイクロモル/10cm〜約15マイクロモル/10cmの量で、増殖区画内に配置されている。
好ましくは、いずれかの実施形態において、1種以上の酸素除去試薬が、乾燥粉末の形態で供給される。より好ましくは、いずれかの実施形態において、1種以上の酸素除去試薬が、100マイクロメートル以下の直径を有する粒子から本質的になる、粒径部分布を有する粒子群を形成するように粉砕され分類された、乾燥粉末として供給される。有利なことに、100マイクロメートル以下の直径を有する粒子として供給される酸素除去試薬は、装置に所定体積の水性液体が接種され、任意により開口部が封止されるときに、増殖区画内に嫌気的環境を生成し、維持する(例えば、最大約24時間のインキュベーション、最大約48時間のインキュベーション、最大約72時間のインキュベーション、最大約4日のインキュベーション、最大約5日のインキュベーション、最大約7日のインキュベーション、少なくとも24時間のインキュベーション、少なくとも48時間のインキュベーション、少なくとも72時間のインキュベーション、少なくとも4日のインキュベーション、少なくとも5日のインキュベーション、少なくとも7日のインキュベーション)ために効果的な量で、基部又はカバーシートに接着させる(例えば、基部又はカバーシート上にコーティングされた接着剤層に接着させる)ことができる。
カバーシート20上に配置される任意選択の接着剤層22に使用される接着剤は、基部10上に配置される任意の接着剤層12に使用される接着剤と同じであっても、異なっていてもよい。加えて、カバーシート20上に配置された、第2乾燥コーティング24は、基部10上に配置される第1乾燥コーティング14と同じであっても異なっていてもよい。カバーシート20上のコーティングが、基部に面する全表面を被覆してもよいが、好ましくは、培養装置100の増殖区画30の少なくとも一部分を画定する、内面の少なくとも一部を被覆する。
いずれかの実施形態において、選択的薬剤は、装置内で、乾燥コーティング内に配置される、又は任意により、増殖区画内における接着剤層中に溶解させることができる。
所望により、本開示の培養装置は、培養装置中の酸素を示す手段を更に含む。好ましくは、この手段は、装置中に存在する酸素の量(例えば、所定の閾値量又は相対量のいずれか)を示すことができる。有利なことに、この手段は、酸素除去試薬が培養装置の増殖区画内の酸素を、微好気性微生物、微耐気性微生物、又は偏性嫌気性微生物の増殖を促進する濃度まで適切に低減させたかどうか、あるいは低減させた時点を示すことができる。培養装置内の酸素検出手段は、当技術分野において既知であり、例えば、レドックス色素(例えば、メチレンブルー)及び酸素消光性蛍光色素が挙げられる。
この手段は、装置内部の酸素不存在を示す発光化合物であり得る。好適な酸素指示薬は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許第6,689,438号(Kennedy et al.)に開示されている。本開示の培養装置用の指示薬として適切な発光化合物は、酸素によって消光される発光を呈する。より正確には、指示薬は、酸素濃度と反比例する放出によって、励起周波数にさらされると発光する。指示薬はコーティング、ラミネート加工、又は装置内の別の層上若しくは別の層の一部分上に押出成形されていてよい。このような層は、増殖区画内に配置されてよく、任意により1つ又は2つ以上の他の酸素透過層によって増殖区画から分離される。酸素を示す好適な化合物としては、オクタエチルポルフィリン、テトラフェニルポルフィリン、テトラベンゾポルフィリン、クロリン、又はバクテリオクロリンの金属誘導体が挙げられる。その他の好適な化合物としては、パラジウムコプロポルフィリン(PdCPP)、白金及びパラジウムのオクタエチルポルフィリン(PtOEP、PdOEP)、白金及びパラジウムのテトラフェニルポルフィリン(PtTPP、PdTPP)、カンファーキノン(CQ)、並びにエリトロシンB(EB)などのキサンテン系色素が挙げられる。その他の好適な化合物としては、2,2′−ビピリジン、1,10−フェナントロリン、4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリンなどの配位子を有するルテニウム、オスミウム、及びイリジウム錯体が挙げられる。これらの好適な例としては、トリ(4,7,−ジフェニル−1,10−フェナントロリン)ルテニウム(II)パークロレート、トリ(2,2′−ビピリジン)ルテニウム(II)パークロレート、トリ(1,10−フェナントロリン)ルテニウム(II)パークロレートなどが挙げられる。
本開示の培養装置は任意により、増殖区画内に配置された、有効量の、乾燥した二酸化炭素生成試薬を含む。理論に束縛されることなく、二酸化炭素生成試薬は、増殖区画内の水性液体との接触により活性化すると、溶存種:炭酸、炭酸、及び二酸化炭素の、1つ以上の塩の平衡を確立する。有利なことに、有効量の二酸化炭素生成試薬は、溶存二酸化炭素を、様々な微生物の増殖を促進する濃度まで高めるのに十分である。
好ましくは、いずれかの実施形態において二酸化炭素生成試薬が、乾燥粉末の形態で供給される。より好ましくは、いずれかの実施形態において、二酸化炭素生成試薬が、粉砕されて100マイクロメートル以下の直径を有する粒子から本質的になる粒径部分布を有する粒子群を形成するように分類された、乾燥粉末として供給される。有利なことに、装置に所定体積の水性液体を接種し、閉じた後、増殖区画内におけるCO富化環境を生成し、数日間のインキュベーション期間にわたり維持するために有効な量で、100マイクロメートル以下の直径を有する粒子を、基部又はカバーシートに接着させることができる(例えば、基部又はカバーシートにコーティングした接着剤層に接着させる)。いずれかの実施形態において、二酸化炭素生成試薬は、増殖区画において基部及び/又はカバーシートに接着させた接着剤層に接着させることができる。
本開示の培養装置は、任意により増殖区画内に配置された乾燥緩衝試薬を含み、これは、脱イオン水で水和されると、水を、一定の微生物群を培養し、任意により選択的に増菌させるのに好適な、所定のpHにする。例えば、いずれかの実施形態において、所定のpHは、約5.2〜約7.8であり得る。いくつかの実施形態において、所定のpHは、6.35以下(例えば、約4.5〜約6.35)であり得る。この弱酸性のpHは、i)酸性環境は、耐酸微生物(例えば、LAB)の増殖を、サンプル内に存在し得る、他の微生物よりも選択的に促進すること、及びii)酸性環境が、炭素生成試薬(存在する場合)の平衡を、より高い溶存COの割合へとシフトさせ得ること、といういくつかの利点をもたらす。これらの利点の双方とも、例えば、培養装置内におけるLABの増殖を促進することができる。
本開示の装置において使用される緩衝試薬は、約8.0以下のpKを有する、いずれかの微生物学的に適合可能な緩衝材を含む。緩衝試薬の酸性及び塩基性部分は、所定体積の脱イオン水が緩衝試薬と接触するときに、増殖区画内のpHが特定の微生物又は微生物群の増殖及び検出に好適になるような比率で、培養装置内に存在する。好適な緩衝試薬としては例えば、金属リン酸塩、金属酢酸塩、2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸、2−(N−モルホリノ)エタンスルホン酸ナトリウム、並びにコハク酸及びコハク酸ナトリウムが挙げられる。当業者には、所定体積の水性液体(例えば、サンプルを含む)が増殖区画内に堆積され、装置が閉じられたときに形成される、水性混合物の所望のpHを達成するために、酸性緩衝試薬及び塩基性緩衝試薬の比率を調整してもよいことが認識される。
本開示の培養装置は、任意により指示薬を含む。好適な指示薬(例えば、塩化トリフェニルテトラゾリウム(TTC))は、培養装置内に存在する、実質的に全ての微生物を検出し得る。任意により、指示薬は、示差的指示薬であってもよい。すなわち、指示薬は、特定の微生物を他の微生物から区別する。好適な指示薬としては、例えば、微生物の存在を検出するための、pH指示薬、レドックス指示薬、発色性酵素基質、蛍光性酵素基質が挙げられる。指示薬は、酸素除去試薬と実質的に干渉しないべきである。いずれかの実施形態において、指示薬は、装置内で、乾燥コーティング内に配置される、又は任意により、増殖区画内における接着剤層中に溶解させることができる。
本開示の培養装置は任意により、乾燥した酸素除去試薬の代わりに、又はこれに加えて還元剤を含む。好適な還元剤は、増殖培地の酸化還元電位を下げることにより嫌気性微生物の増殖を促進するために有用である。好適な還元剤としては例えば、チオグリコール酸ナトリウム、L−システイン、ジチオスレイトール、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
いずれかの実施形態において、増殖区画を、水性液体の体積1mLで水和されるように寸法設定することができる。水は、ミリリットルあたり約0.54μモルの溶存酸素を含む。したがって、第1乾燥コーティング及び/又は第2乾燥コーティングは好ましくは、約22℃〜約42℃において、120分以下の時間で、0.54μモルの酸素を消費するために十分な酸素除去試薬を少なくとも含む。より好ましくは、第1乾燥コーティング及び/又は第2乾燥コーティングは好ましくは、約22℃〜約42℃において、120分以下の時間で、0.54μモル超の酸素を消費するために十分な酸素除去試薬を少なくとも含む。いずれかの実施形態において、増殖区画は、水性液体の体積約2〜約10mLを受け入れ、これにより水和されるように寸法設定することができる。当業者は、これらの状況において、水性サンプル内の酸素を消費するのに必要な、追加的な酸素除去試薬の量を認識する。
いずれかの実施形態において、第1乾燥コーティング及び/又は第2乾燥コーティングは、任意の数の他の成分、例えば、色素(例えば、pH指示薬)、架橋剤、試薬(例えば、発色性若しくは蛍光性の酵素基質などの選択的試薬若しくは指示薬)、又は上述の成分の2種以上の組み合わせを含み得る。例えば、一部の用途では、微生物増殖の指示薬(例えば、pH指示薬、発色性酵素基質、レドックス色素)を第1及び/若しくは第2乾燥コーティング内に、又は第1及び/若しくは第2乾燥コーティングを接着させる接着剤中に組み込むことが望ましい。好適な色素には、微生物の成長により代謝されるか、又は別の方法で微生物の成長により反応して、コロニーを着色し又は蛍光させて可視化を容易にするものが挙げられる。このような色素として、トリフェニルテトラゾリウムクロライド、p−トリルテトラゾリウムレッド、テトラゾリウムバイオレット、ベラトリルテトラゾリウムブルー及び関連する色素、並びに5−ブロモ−4−クロロインドリルホスフェートの二ナトリウム塩が挙げられる。その他の好適な色素としては、微生物の増殖中にpHの変化を感知するもの、例えばニュートラルレッドが挙げられる。
少なくとも1つの乾燥コーティングは、ある種の微生物学的試験を行うために必要な試薬を任意に含み得る。例えば、抗生物質感受性試験を実施するため、抗生物質を含有させることができる。微生物を同定するため、特定種の微生物が存在すると色が変化する鑑別試薬を含有させることができる。
本発明の培養装置は、種々の技術を使用して作製することができる。一般的に、装置は、手作業によって、あるいは、例えば本明細書並びに米国特許第4,565,783号、同第5,089,413号、及び同第5,232,838号で説明されるように、通常の実験室設備を使用して、作製することができる。
第1接着剤層及び/又は第2接着剤層において使用できる、好適な感圧接着剤の非限定例は、モル比90/10の2−メチルブチルアクリレート/アクリル酸のコポリマーである。使用することができる他の好ましい感圧接着剤としては、モル比95/5又は94/6のイソオクチルアクリレート/アクリル酸、及びシリコーンゴムが挙げられる。水にさらされると白化(例えば、不透明化)する接着剤は、あまり好ましくないが、不透明な基部と共に、又はコロニーの視認が必要とされない場合には使用することができる。高溶融性基剤上に低溶融性基剤がコーティングされた熱活性接着剤、及び/又は粘着液などの水活性接着剤も知られており、本発明で使用することができる。コロニーの視認を容易にする目的で上記のとおり指示薬を組み込む場合、概して、粉末よりも接着剤又はブロスコーティング混合物内に指示薬を組み込むことが好ましい。
第1接着剤層又は第2接着剤層(例えば、ナイフコーターを使用して)は基部又はカバーシートの上面にコーティングされて接着剤層を形成するが、その厚みは、接着剤に接着する乾燥粉末又は凝集粉末の平均粒径未満であることが好ましい。概して、粒子を基材(例えば、本明細書に記載する第1基材又はカバーシート)に接着させるのに十分だが、粒子が接着剤に完全に埋没しない程度の接着剤をコーティングする。一般的に、厚さ約5μm〜約12μmの接着層が好適である。
好ましくは、第1乾燥コーティング及び/又は第2乾燥コーティング内にゲル化剤を含有させるとき、ゲル化剤は、所定体積の、例えば1〜3mL以上の水又は水性サンプルが増殖区画に配置されると、好適な粘度、例えば、ブルックフィールドモデルのL VF粘度計を使用して25℃にて60rpmで測定したときに約1500cps以上を有する、ヒドロゲルを形成するような量で含まれる。この粘度のヒドロゲルは、培養中の装置の簡便な取り扱い及び積み重ねを可能にし、その培地に特異的なコロニー形成をもたらす。例えば、0.025g〜0.050gの粉末グアーガムを、20.3cmの表面領域にわたって実質的に均一に広げることで、1〜3mLの水性サンプルにより再構成させたときに、十分な粘性の培地がもたらされる。単位面積当たりのコーティング重量を制御するために、粉末粒径が使用され得る。例えば、100メッシュのグアーガムが使用される条件下では、重量が約0.05g/20.3cmになるようコーティングされ、400メッシュのグアーガムが使用される条件下では、重量が約0.025g/20.3cmになるようコーティングされる。
いずれかの実施形態において、第1乾燥コーティング又は第2乾燥コーティングは、微生物の増殖を促進する1種又は2種以上の栄養素を含み得る。コーティングが粉末又は粉末凝集体から本質的になるとき、ゲル化剤と、接着される粉末培地中の栄養素との好ましい比は、装置で増殖させる具体的な微生物により決定される。しかしながら、汎用目的では、約4:1〜約5:1(重量を基準とした合計栄養素に対する合計ゲル化剤)の比率が好ましい。実質的に均一な層の適用に好適な任意の手段によって、接着される粉末培地中の粉末を、接着剤層(第1接着剤層12及び/又は第2接着剤層22)に適用することができる。粉末の層を適用するための好適な方法の例として、シェイカー型装置の使用、又は粉末コーターの使用が挙げられる。
当業者は、特定の微好気性、微耐気性、又は偏性嫌気性微生物を増殖及び検出するための、本開示の装置において使用するための好適な栄養素を認識する。好適な栄養素の非限定的な例としては、ペプトン(例えば肉エキス、肉ペプトン)、酵母エキス、カゼインの酵素消化物、及び炭水化物(例えばマルトース、グルコース、トレハロース、スクロース)の供給源が挙げられる。いずれかの実施形態において、炭水化物は、特定の微生物によってグルコースに発酵される栄養素であり得る。好ましくは、炭水化物は、微生物の増殖(バイオマス生産)を促進するために十分な量で装置内に存在し、任意により、微生物によって発酵されて、検出可能な量のCO(これは、微生物コロニーと隣接する気泡として検出され得る)を形成する。
本開示の培養装置を使用する場合、存在する微生物のコロニーの正確な計数が望まれる場合がある。したがって、いずれかの実施形態において、本開示の培養装置は、基部に、又はその代わりにカバーシートにグリッドパターンを含んでもよい。グリッドパターンは正方形のグリッドパターン、例えば米国特許第4,565,783号に開示されるような正方形のグリッドパターンを含んでよい。例えば印刷手段のような任意の好適な処理によって、第1(the first)又はカバーシートにグリッドパターンを形成してもよい。
別の態様において、本開示は、上記実施形態のいずれかの内蔵型嫌気性環境生成培養装置を作製する方法を提供する。方法は、冷水可溶性ゲル化剤を基部の一部に接着させる工程を含む。ゲル化剤は、基部に接着させるときに、乾燥していてもよく(例えば、実質的に水を含まない粒子の形態)、又はゲル化剤は、液体コーティング(例えば、水性液体コーティング)として基部に接着させて、その後乾燥させて実質的に水を含まない状態にしてもよい。方法は、(例えば、感圧接着剤によって)基部をカバーシートに取り付ける工程を更に含む。任意により、基部をカバーシートに取り付ける工程は、防水性シールを形成する工程を更に含む。
基部は、接着させたゲル化剤の少なくとも一部分が、基部とカバーシートとの間に配置された増殖区画に面するように、カバーシートと隣接して位置決めされる。任意により、いずれかの実施形態において、第1接着剤層は(例えば、当該技術分野において既知のコーティングプロセスを使用して)基部に適用されてもよく、冷水可溶性ゲル化剤は、第1接着剤層に接着されてもよい。
別の実施形態において、冷水可溶性ゲル化剤は、ゲル化剤を基部に接着させるための、記載されるプロセスのいずれかを使用して、カバーシートに接着させてもよい。ゲル化剤が液体コーティングされる場合、接着させたゲル化剤の乾燥は、当該技術分野において既知の多くのプロセスによって行うことができる。コーティングは、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,601,998号に記載のプロセスにしたがって、オーブン(例えば、重力式オーブン、対流式オーブン)で乾燥させることができる。好ましくは、接着させたゲル化剤は実質的に水を含まない状態になるまで乾燥される。本明細書で使用される「実質的に乾燥している」、「実質的に水を含まない」などのフレーズは、いったんそれが周囲環境と平衡化できるようになると、およそ、脱水コーティングの含水量以下の含水量を有するコーティングを指す。
方法は更に、酸素除去試薬、緩衝系、及び二酸化炭素生成試薬を、培養装置の増殖区画内に堆積させることを含む。いずれかの実施形態において、酸素除去試薬のいずれか1つ又は全て、緩衝系の成分、及び二酸化炭素生成試薬のいずれか1つ又は全てが、乾燥粉末として増殖区画内に堆積されてもよい。任意により、酸素除去試薬、緩衝系、及び二酸化炭素生成試薬のいずれか1つ又は全部を、増殖区画内の接着剤(例えば、本明細書において記載される、第1接着剤層、又は第2接着剤層)に接着させてもよい。他の任意の成分(例えば、指示薬、選択的薬剤、栄養素)もまた、増殖区画内に堆積され、任意により、接着剤層に接着させられる。
接着させたゲル化剤が、基部とカバーシートとの間に配置された増殖区画と面するように、基部をカバーシートに隣接するように位置決めすることは、様々な方法で行われ得る。ゲル化剤の一部が、増殖区画と重複するように、基部及びカバーシートを位置決めする代表的な方法が、例えば、図1〜図3に示されている。この重なり合った配置では、操作者が基部とカバーシートとの間に水性液体を堆積させることによって、増殖区画内に存在するゲル化剤、酸素除去試薬、及び他の乾燥成分を流体連通させることができるようになることが分かる。
いずれかの実施形態において、本開示の培養装置は、培養装置の開口部付近の接着剤層に取り外し可能に接着させた、任意選択の取り外し可能タブを備えてもよい。図2A及び図2Bは、装置の開口部34付近で、第1接着剤層12、及び第2接着剤層22にそれぞれ接着された、複数の取り外し可能なタブ(それぞれ、タブ50及び51)を備える、培養装置200の一実施形態を示している。取り外し可能なタブは、装置が接種され、タブが操作者によって取り除かれるまで、保存及び取り扱い中に第1及び第2接着剤層が互いに接着する(よって開口部を封止する)のを防ぐ。
取り外し可能なタブ50及び51は、タブ材料と接着剤層との間の積極的な接着を防ぐために、剥離コーティング(例えば、低接着バックサイズ)が適用され得る、任意の好適な材料(例えば、紙、ポリマーフィルム)から作製することができる。
本開示による装置の増殖区画は、例えば、図1Aの矩形の増殖区画など、様々な形状を有することがある。他の好適な形状としては、円形、楕円形、多角形、星形、及び不規則形状の増殖区画が挙げられるが、これらに限定されない。図3は、増殖空画30の周辺部の約10%未満を画定する開口部34を備える多角形増殖区画を有する、培養装置300の一実施形態を示している。
図4A及び図4Bは、図3の培養装置300の様々な図を示しており、装置300は、複数の取り外し可能なタブ(それぞれ、タブ50及び51)を更に含む。
いずれかの実施形態において、本開示による装置は、乾燥成分(例えば、ゲル化剤、1種以上の酸素除去試薬、還元剤)の少なくとも1つをキャリアに接着させ、その後、キャリアを増殖区画の基部又はカバーシートに接着させることによって作製することができる。図5A及び図5Bは、上記キャリアを含む培養装置300の一実施形態を示している。
装置300は、上述のように基部10及びカバーシート20を有する本体6を備える。上記のように第1接着剤層12が基部10に接着される。上記のように第2接着剤層22がカバーシート20に接着される。任意のキャリア60が第1接着剤層12に接着される。上記のように第1乾燥コーティング14が、任意選択の第3接着剤層62を介してキャリア60に接着される。任意のキャリア70が第2接着剤層22に接着される。上記のように第2乾燥コーティング24が、任意選択の第4接着剤層72を介してキャリア70に接着される。いずれかの実施形態において、本開示による装置は、第1キャリア60(及びその上の乾燥コーティング)、第2キャリア70(及びその上の乾燥コーティング)、又は第1及び第2キャリアの両方並びにその上のコーティングを含み得る。
第1及び第2キャリアは、基部又はカバーシートの材料として使用するための、本明細書に記載される任意の好適な材料を使用して作製することができる。第3接着剤層及び第4接着剤層は、第1及び第2接着剤層において使用するための、本明細書に記載される任意の好適な接着剤を含むことがある。
図5A及び図5Bにおける本発明の装置300は、基部、カバーシート、及びキャリアのための薄フィルム基材を使用して、ロールトゥロールプロセスを使用して、容易にコーティングし、かつ組み立てられることが現在では分かっている。
本開示による装置は、あるいは、カバーシート及び基部の両方を形成するために、一体型の基材を使用して構成できることが現在では分かっている。これらの実施形態において、このコーティングは、一体型の実質的に平坦な基材に適用され、これはその後、折り畳まれて、防水性シールと、一体型基材の2つの部分の間に配置される増殖区画とが形成される。
図6〜図9は、本開示の装置400の一実施形態の組み立てのいくつかの段階を例示しており、装置は、一体型基材から構成される。培養装置400は、下記に記載される、様々な層を含む、平坦な部分的に組み立てた培養装置401から形成される。図6〜図8の部分的に組み立てた装置401は、防水性基材80を含む、本体8を備える。裏材は、第1主表面81と、第1主表面の反対側の第2主表面87とを有する。第1主面81は、第1区画82と、第1区画から離れた第2区画84とを備える。組み立てた培養装置400において、本体8は、周縁部89と、第1区分82を第2区分84に対して並置して重ねるように配置するために、組み立て中に折り畳まれる折り畳み領域86とを更に備える。
第1区分82及び第2区分84は、増殖区画30の内壁を画定し、この増殖区画は、周辺部32と、増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部84とを備える。周辺部32の一部分は、防水性シール40により画定され、この部分は、周辺部の50%超を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の50%超を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の80%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の90%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の95%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の98%以上を含む。いずれかの実施形態において、この部分は増殖区画30の周辺部32の99%以上を含む。いずれかの実施形態において、(例えば、装置に接種した後、使用中)この部分は増殖区画30の周辺部32の100%を含む。
乾燥した冷水可溶性ゲル化剤は、増殖区画30の区分(例えば、第1区分又は第2区分84)の少なくとも1つに接着される。ゲル化剤は第1コーティング14の一部として供給されてもよく、これは任意により、第1区分82に接着された、第1接着剤層12に接着されてもよい。あるいは、又は加えて、ゲル化剤は第2コーティング24の一部として供給されてもよく、これは任意により、第2区分84に接着された、第2接着剤層22に接着されてもよい。いずれかの実施形態において、第1及び第2接着剤層、並びに第1及び第2コーティングは、上記のとおりである。
乾燥した酸素除去試薬が増殖区画30内に配置されている。いずれかの実施形態において、酸素除去試薬は、ルースパウダーとして、増殖区画30内に配置されてもよく、又は酸素除去試薬は、第1区分82に接着させた第1組成物14の一部、及び/若しくは、第2区分84に接着された第2組成物24の一部であってもよい。
いずれかの実施形態では、装置400は、本明細書で上述されたような、乾燥した還元剤、指示薬、二酸化炭素生成試薬、栄養素及び/又は緩衝試薬を更に備え得る。
いずれかの実施形態において、装置400の第1コーティング14、及び/又は第2コーティング24は、上記のように、キャリア(図示されない)に接着させてもよい。
図11A〜図11Eは、本開示による装置を作製する方法の一実施形態を例示する。いずれかの実施形態において、実質的に平坦な基材10が、主面上にコーティングされた感圧接着剤12の第1層を有する。好適な基部及び接着剤は上記に記載されている。第1接着剤層12の上にコーティングを適用する前に、シート状マスク95が、基部12の第1接着剤層12に適用される(例えば、積層される)。マスク95は、周縁部と、中央開口領域と、開口領域から周辺部34へと延びる空隙とを有する。基材10上に配置されると、マスク95の開口部及び空隙は、第1接着剤層12の一部を露出させる。円形の形状を有するものとして示すが、開口領域は、多数の好適な形状(例えば、円形、正方形、楕円形、長円形、矩形、多角形など)のいずれかを有してもよいことが想定される。
マスク95は、例えば、紙又はプラスチックフィルムのシートを含む様々な材料から製造することができる。好ましくは、マスク95は、第1接着剤12に接して配置される側が、低接着性バックサイズでコーティングされる。低接着性バックサイズ(図示されない)は、接着剤と基材との間の接合を妨げることなく接着剤からマスクを取り除き易くする。マスク95が第1接着剤12に接着された後、第1乾燥コーティング14(例えば、ゲル化剤、酸素除去試薬、及び/又は上記の他の乾燥した成分などの、粉末材料のコーティング)が、露出した接着剤に適用される。図4Cは、接着剤の、マスク95によって被覆されていない部分に第1乾燥コーティング14が接着していることを示す。
第1乾燥コーティング14を適用した後、任意選択で、余分な粉末を(例えば、振動により)取り除くことができ、マスク95が取り除かれる。マスク95を取り除くことで、図11Dに示すように、基部10上に残っている、被覆されていない第1接着剤層12が露出される。本開示による装置の作製を完了させるために、図11Eに示すように、露出した第1接着剤層12を被覆するように寸法設定されたカバーシート20が、接着剤に(例えば、図示しないがローラを使用して)積層される。装置は、装置の縁部に沿って、開口部34を通じて液体サンプル(図示されない)が内部に導入される、増殖区画30を備える。
更に別の態様では、本開示は、微生物を検出する方法を提供する。方法は、上記の実施形態のいずれか1つの培養装置のいずれかの実施形態を使用する。
いずれかの実施形態において、方法は、開口部を通じて所定体積の水性液体を含むサンプルを増殖区画内に堆積する工程と、任意により開口部を封止する工程と、増殖区画内で微生物コロニーが形成されるのを可能にするために、十分な時間にわたり培養装置をインキュベートする工程と、微生物コロニーを検出する工程とを含む。いずれかの実施形態において、所定体積の水性液体を含むサンプルを増殖区画内に堆積する工程は、培養装置の増殖区画内に囲まれた(例えば、外部気体環境から隔離された)半固体微生物培地を形成する工程を含む。
いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される水性液体の所定の体積は、約0.1ミリリットル〜約100ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される水性液体の所定の体積は、約1ミリリットル〜約20ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される所定体積の水性液体は、約1ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される所定体積の水性液体は、約2ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される所定体積の水性液体は、約3ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される所定体積の水性液体は、約4ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される所定体積の水性液体は、約5ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置での水和及び/又は接種に使用される所定体積の水性液体は、約10ミリリットルである。いずれかの実施形態において、培養装置の増殖領域の水和に使用される水性液体は領域全体に分布し、結果的に増殖領域の20.3cmあたり約1ミリリットルの液体となる。
方法のいくつかの実施形態において、所定体積を、増殖区画内に配置する工程は、サンプルを増殖区画内に同時に配置する工程を含む。例えば、サンプルは液体であってもよく(例えば、微生物汚染を試験する、水又は飲料サンプル)、又はサンプルは、液体キャリア若しくは希釈剤中に懸濁される固体又は半固体サンプルであってもよい。
あるいは、いずれかの実施形態において、所定体積を、増殖区画内に配置する工程は、サンプルを増殖区画内に同時に配置する工程を含まない。例えば、サンプルは、所定体積の(好ましくは無菌の)液体キャリア又は希釈剤が、培養装置の増殖区画内に配置される前又は後に、増殖区画内に配置される、液体、固体、又は半固体材料を含み得る。
本培養装置は、好気性環境(すなわち、空気中)で水和及び/接種が可能である点で有利である。通常、装置の水和に使用される水性液体(試験対象のサンプル材料を含む場合がある)は、基部とカバーシートとの間の増殖区画にピペットで移される。所定体積の水性液体が、増殖区画内に堆積された後、培養装置は任意により、(例えば、開口部を封止するために使用され得る接着剤層を露出するために、1つ以上の取り外し可能なタブ(存在する場合)を取り除くことによって)封止される。任意により、PETRIFILM培養装置の接種に使用されるものと類似した、平らな又は凹状のスプレッダーを使用して、増殖区画全体に、水性液体を均等に分布させることができる。
方法のいずれかの実施形態において、所定体積を、増殖区画内に配置する工程は、サンプルを増殖区画内に同時に配置する工程を含み得る。これらの実施形態において、サンプルは、水性液体を含んでもよく、及び/又はサンプルは、水性液体(例えば、緩衝剤又は無菌培地)内に希釈されるか、若しくは懸濁されてもよい。
あるいは、いずれかの実施形態において、所定体積を、増殖区画内に配置する工程は、サンプルを増殖区画内に同時に配置する工程を含まない。これらの実施形態において、所定体積の水性液体90は、サンプルを増殖区画内に配置する前又は後に、増殖区画30内に配置する(例えば、図10に示されるように、培養装置500の開口部34を通じてピペットで移す)ことができる。例えば、サンプルは、ゲル化剤が水性液体で水和される前又は後に、増殖区画内に配置される、メンブレンフィルター(図示されない)に捕捉され得る。
方法のいずれかの実施形態において、サンプルを増殖区画内に配置する工程は、1種以上の添加剤を増殖区画内に配置する工程を含む。1種以上の添加剤は、サンプルと共に、又は別個に、増殖区画に配置することができる。1種以上の添加剤は、本方法の種々の機能を実現することができる。例えば、いずれかの実施形態において、1種以上の添加剤が、装置内の微好気性、微耐気性、又は偏性嫌気性微生物の増殖を促進する栄養素又は栄養培地を含んでもよい。このような栄養素又は栄養培地は当該技術分野で周知されており、培養する具体的な微生物に基づいて選択してもよい。栄養素、及び栄養培地は、酸素除去試薬と実質的に干渉するべきではない。これは、本明細書にその全容を参照によって援用するPCT国際出願第2015/061213号の実施例2〜3に記載されるように、酸素センサを使用して容易に試験することができる。
あるいは、又は加えて、いずれかの実施形態において、添加剤は、ある微生物の増殖にとって、少なくとも1種の他の微生物よりも有利となる1種以上の選択的薬剤(例えば、抗生物質、塩)を含む。一実施形態において、選択的薬剤は、サンプル中に存在する、ある微生物の増殖にとって、他の微生物よりも有利に働く。あるいは、又は加えて、いずれかの実施形態において、添加剤は、微生物の存在を検出するための指示薬(例えば、pH指示薬、レドックス指示薬、発色性酵素基質、蛍光性酵素基質)を含む。特定の微生物の検出に有用である選択的薬剤及び指示薬を当業者は理解するであろう。選択的薬剤及び/又は指示薬は、酸素除去試薬と実質的に干渉しないべきである。これは上記の酸素センサを使用して容易に試験することができる。
増殖区画内の水性液体と接触させることによって、乾燥成分(例えば、酸素除去試薬、緩衝系の成分、二酸化炭素生成試薬、栄養素、指示薬、及び還元剤、及び/又は選択的薬剤)、及び水性液体は、第1濃度の溶存酸素、及び第1濃度の溶存二酸化炭素を含む混合物を形成する。
いずれかの実施形態において、増殖区画内の水性混合物内の溶存酸素の第1濃度は、偏性嫌気性微生物、微好気性微生物、及び/又は微耐気性微生物の増殖を実質的に阻害する濃度であり得る。これらの実施形態では、それらの成分を水性流体連通させると、酸素除去反応が開始されることにより、増殖区画内の水性液体中での第1溶存酸素の濃度は、その第1濃度よりも低い(例えば、第1濃度よりも、少なくとも約50%低い、少なくとも約60%低い、少なくとも約70%低い、少なくとも約80%低い、少なくとも約90%低い、少なくとも約95%低い、少なくとも約98%低い、少なくとも約99%低い、又は99%超低い)第2濃度まで低減される。
いずれかの実施形態において、溶存酸素の第1濃度を溶存酸素の第2濃度まで低減させることは、増殖区画内の水性混合物内の溶存酸素を、嫌気性微生物(例えば、微耐気性菌、又は偏性嫌気性菌)の増殖を促進するのに十分な低さの第2濃度にまで低減させることを含み得る。
いずれかの実施形態において、溶存酸素の第1濃度を溶存酸素の第2濃度まで低減させることは、増殖区画内の水性混合物内で、溶存酸素を第2濃度まで、混合物の形成後、約120分以内に低減させることを含み得る。いずれかの実施形態において、溶存酸素の第1濃度を溶存酸素の第2濃度まで低減させることは、増殖区画内の水性混合物内で、溶存酸素を第2濃度まで、混合物の形成後、約90分以内に低減させることを含み得る。いずれかの実施形態において、溶存酸素の第1濃度を溶存酸素の第2濃度まで低減させることは、増殖区画内の水性混合物内で、溶存酸素を第2濃度まで、混合物の形成後、約60分以内に低減させることを含み得る。いずれかの実施形態において、溶存酸素の第1濃度を溶存酸素の第2濃度まで低減させることは、増殖区画内の水性混合物内で、溶存酸素を第2濃度まで、混合物の形成後、約45分以内に低減させることを含み得る。いずれかの実施形態において、溶存酸素の第1濃度を溶存酸素の第2濃度まで低減させることは、増殖区画内の水性混合物内で、溶存酸素を第2濃度まで、混合物の形成後、約30分以内に低減させることを含み得る。
いずれかの実施形態において、本開示の装置は任意により、二酸化炭素生成試薬を含む。いずれかの実施形態において、増殖区画内の水性混合物内の溶存二酸化炭素の第1濃度は、微生物の増殖を実質的に促進する濃度であり得る。しかしながら、サンプル内の微生物の一部又は全部は、CO富化環境において、バイオマスをより早く累積することがある。したがって、いくつかの実施形態において、この成分を、任意選択の二酸化炭素生成試薬と流体連通させることによって、二酸化炭素生成反応が開始され、よって、増殖区画内の水性混合物内の利用可能な二酸化炭素の第1濃度が、第1濃度よりも高い第2濃度へと増加する。本開示の培養装置が接種及びインキュベートされるとき、追加的に利用可能な二酸化炭素は、増殖区画内に形成されるヒドロゲル中に、巨視的な形成物(すなわち、1mm以上の直径の気泡)を生じない。むしろ二酸化炭素生成試薬は、水性混合物内の溶存二酸化炭素の濃度を増加させる。したがって、二酸化炭素生成試薬を含む培養装置は、発酵性炭水化物のCOガスへの発酵(これは、コロニー近傍に気泡として蓄積する)の検出を含む方法において使用することができる。
サンプル材料を装置内に配置する前に培養装置を水和させる場合は、装置を再度開いて培養材料を接種する前に、所望により冷水可溶性ゲル化剤を水和させ、数分間から約30分以上かけて(例えば、室温で)ゲルを形成することができる。ゲル化剤が水和されゲルを形成するまでの期間、酸素除去試薬は、水和されたゲル化剤中の溶存酸素の濃度を第1濃度から、上記のように、微耐気性、又は偏性嫌気性微生物の増殖を促進する第2濃度へと低減させる。
培養装置の増殖区画の水和前後に、当技術分野において既知である種々の方法でサンプル材料を増殖区画と接触させることができる。いずれの実施形態でも、サンプル材料は増殖区画内にサンプル材料を堆積させることにより増殖区画と接触する。例えば、これは、ピペット操作、増殖区画を、サンプル材料を得るために用いたスワブと(例えば、開口部を通じて)接触させること(例えば、スワブによる表面塗抹)、増殖区画と白金耳又はニードルとの接触(例えば、画線平板法を使用する)、又はサンプル採取装置(例えば、スワブ、スポンジ、又はメンブレンフィルター)を増殖領域に直接配置することによって行うことができる。サンプルを堆積させ、(培養装置中に肉眼で視認可能な気泡が混入しないように注意して)培養装置が任意により閉じられた後、酸素除去試薬は増殖区画内の溶存酸素を消費する。
方法のいずれかの実施形態において、サンプルが増殖区画内に配置され、任意により封止された後、培養装置を一定時間(例えば、所定の期間)インキュベートする。当業者には周知であるように、インキュベーションの条件(例えば、インキュベーション温度)は、微生物の増殖の速さに影響する場合がある。例えば、低温でのインキュベーション(例えば、約25℃)は、低温微生物の検出を可能にし得る。より高い温度でのインキュベーション(例えば、約30℃、約32℃、約35℃、約37℃)では、ある種の中温性微生物のより速い増殖を促進する場合がある。
いくつかの実施形態では、インキュベーション後、培養装置は、少なくとも約16時間、少なくとも約18時間、少なくとも約24時間、又は少なくとも約48時間の間インキュベートされ得る。いくつかの実施形態では、培養装置は、約24時間以下、約48時間以下、又は約72時間以下の間インキュベートされ得る。ある種の実施形態では、培養装置は、約24時間〜約48時間培養される。いずれかの実施形態において、培養装置はインキュベートされ、増殖区画内で増殖する微生物コロニーを検出又は計数する前に、約72時間、約96時間、約120時間、約7日間、又は約8日間の間、その低酸素環境を維持することができる。いずれかの実施形態において、微生物コロニーの形成が可能になるまで一定時間にわたり培養装置をインキュベートすることは、好気的環境中で一定期間にわたり培養装置をインキュベートすることを含む(すなわち、培養装置は、インキュベーションのために低酸素容器又はグローブボックス内に配置されていない)。
本方法では、接種済み培養装置をインキュベートした後、微生物のコロニーを検出することを更に含む。微生物のコロニーは、当技術分野において既知である種々の手法によって培養装置内で検出することができる。好適な培養期間後、観察可能なコロニーの不在、増殖指示薬(例えば、pH指示薬、発色性酵素基質、TTCなどのレドックス指示薬、蛍光性酵素基質)内での変化の不在、及び増殖培地内の発酵性炭化水素の代謝に付随する気泡の不在によって、培養装置中の微生物の不存在を検出できる。
微生物のコロニーに付随する酸性域は、目視及び/又は撮像装置の使用により検出することができる。例えば、培地がpH指示薬としてブロムクレゾールパープルを含む方法では、培地はほぼ中性pH時には紫色又は灰色の外観を示す。微生物が増殖して、培地内の炭化水素(例えば、グルコース)を発酵させるにつれ、ブロムクレゾールパープル指示薬は、増殖している細菌コロニー近傍で黄変する。例えば、培地がpH指示薬としてクロロフェノールレッドを含む方法では、培地はほぼ中性pH時には赤色又はバイオレットの外観を示す。微生物が培地内の炭化水素を発酵させるにつれ、クロロフェノールレッド指示薬は、増殖している微生物のコロニー近傍で黄変する。
気泡は、増殖区画内に存在し、微生物のコロニーと関与する場合(例えば、コロニーに接触している、又はコロニーから約1mm以下の距離にある)、視覚的に、及び/又は画像下システムの使用により、検出することができる。目視可能なコロニー及び/又は微生物のコロニー近傍の領域内でpH指示薬の色変化により検出可能である酸性域は、気泡を伴う場合がある。気泡は、例えば、炭化水素の嫌気発酵により生成される二酸化炭素を含む場合がある。
上記実施形態のいずれかにおいて、本方法は、培養装置の画像を得る工程を更に含み得る。これらの実施形態では、LABの有無を検出する工程は、培養装置の画像を表示する、印刷する、又は分析することを含む。撮像システムは撮像装置を含み、また、プロセッサを含んでもよい。いくつかの実施形態において、撮像装置は、ラインスキャナ又はエリアスキャナ(例えば、カメラ)を含み得る。撮像装置は、単色の(例えば、白黒)又は多色の(例えば、色付き)スキャナを含み得る。有利には、単色の撮像システムは、より解像度の高い画像を準備することができ、結果の精度を向上させる及び/又は培養器具内の微生物の存在を検出するのに必要な時間を低減することが可能である。
いくつかの実施形態において、撮像システムは、照明システムを更に含む。照明システムは、少なくとも1つの広域スペクトル可視光(例えば、「白色」光)源を含み得る。いくつかの実施形態において、照明システムは、少なくとも1つの狭スペクトル可視光源(例えば、例えば、赤色光、緑色光、又は青色光といった比較的狭帯域幅の可視光を放射する発光ダイオード)を含み得る。特定の実施形態において、照明システムは、発光ピークが事前選択された波長(例えば、約525nm)である狭スペクトル可視光源(例えば、発光ダイオード)を含み得る。
画像は、培養装置の増殖区画内の要素(例えば、微生物のコロニー、増殖培地、及び指示薬)によって反射された光から得ることができ、又は画像は培養装置の増殖区画内の成分を透過した光から得ることができる。好適な撮像システム、及び対応する照明システムは、例えば、国際公開第2005/024047号、並びに米国特許出願公開第2004/0101954号及び同第2004/0102903号で説明されており、これらの文献のそれぞれは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。好適な画像システムの非限定例としては、3M Company(St.Paul,MN)から入手可能なPETRIFILM Plate Reader(PPR)、Spiral Biotech(Norwood,MA)から入手可能なPETRISCAN Colony Counter、並びに、Synbiosis(Cambridge,U.K.)から入手可能なPROTOCOL及びACOLYTEプレートスキャナーが挙げられる。
いくつかの実施形態において、画像を得ることは、波長バイアス画像(wavelength−biased image)を得ることを含む。例えば、撮像システムは、撮像装置が収集した光にバイアスをかけるバイアス・フィルタを含み得る。フィルタエレメントは当該技術分野において既知であり、「カットオフ」フィルター(即ち、ある特定の波長より大きい又は小さいのいずれかの光波長を通すことができるフィルター)及び「バンドパス」フィルター(即ち、ある特定の上限値と下限値との間の光波長を通すことができるフィルター)の両方を包含する。バイアス・フィルタは、照明光源と培養器具との間に位置付けることができる。あるいは、又はこれに加えて、バイアス・フィルタは、培養器具と撮像装置との間に位置付けることができる。
[例示的な実施形態]
実施形態Aは、
防水性基部と、基部に取り付けられた防水性カバーシートと、それらの間に配置された増殖区画とを含む、本体であって、増殖区画が、周辺部と、増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部とを有し、
周辺部の一部分が、防水性シールによって画定され、この部分が、周辺部の50%超を含む、本体と、
増殖区画内で基部に接着された、乾燥した冷水可溶性ゲル化剤と、
増殖区画内に配置された、乾燥した第1酸素除去試薬と、を備える、装置である。
実施形態Bは、本体が実質的に二次元である、実施形態Aに記載の装置である。
実施形態Cは、増殖区画内に配置された、有効量の、乾燥した二酸化炭素生成試薬を更に含む、実施形態A又はBに記載の装置である。
実施形態Dは、二酸化炭素生成試薬が100マイクロメートル以下の直径を有する粒子から本質的になる、先行する実施形態のいずれか1つに記載の培養装置である。
実施形態Eは、増殖区画内に配置された、乾燥した還元剤を更に含む、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Fは、乾燥した栄養素を更に含んでおり、栄養素は増殖区画内に配置され、栄養素は嫌気性微生物の増殖を促進し、栄養素は酸素除去試薬ではない、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Gは、栄養素が有機炭素源を含む、実施形態Fに記載の装置である。
実施形態Hは、有機炭素源が、非発酵性である、実施形態Gに記載の装置である。
実施形態Iは、増殖区画内に配置された、乾燥した第2酸素除去試薬を更に含む、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Jは、生存可能な微生物の存在を検出するための指示薬を更に含み、指示薬が増殖区画内に配置される、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Kは、第1酸素除去試薬、第2酸素除去試薬、還元試薬、栄養素、指示薬、及び上記成分のうちのいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される第1乾燥成分が、基部に接着されている、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Lは、基部が、増殖区画の少なくとも一部分において、その上に配置された第1接着剤層を含み、第1乾燥成分が、増殖区画内で、第1接着剤層に接着されている、実施形態Kに記載の装置である。
実施形態Mは、
カバーシートが、増殖区画の少なくとも一部分において、その上に配置された、第2接着剤層を備え、
第2乾燥成分が、増殖区画内で、第2接着剤層に接着されている、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Nは、第1キャリアを更に備えており、第1乾燥成分が第1キャリアに接着され、第1キャリアが、増殖区画内で、第1接着剤層に接着されている、実施形態A〜Lのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Oは、第1キャリアが、その上にコーティングされた第3接着剤層を含み、第1乾燥成分が第3接着剤層に接着されている、実施形態Nに記載の装置である。
実施形態Pは、第1酸素除去試薬、第2酸素除去試薬、還元試薬、栄養素、指示薬、及び上記成分のうちのいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される第2乾燥成分が、カバーシートに接着されている、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Qは、第2キャリアを更に備えており、第2乾燥成分が第2キャリアに接着され、第2キャリアが、増殖区画内で、第2接着剤層に接着されている、実施形態A〜Lのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Rは、第2キャリアが、その上にコーティングされた第4接着剤層を含み、第2乾燥成分が第4接着剤層に接着されている、実施形態Qに記載の装置である。
実施形態Sは、第1の平坦な防水性基材が、開口部付近に第1の取り外し可能なタブを更に含む、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Tは、第1の取り外し可能なタブが、これに接着された第1閉鎖用接着剤を含む、実施形態Sに記載の装置である。
実施形態Uは、第1閉鎖用接着剤に取り外し可能に接着された第1剥離ライナーを更に含む、実施形態Tに記載の装置である。
実施形態Vは、カバーシートが、開口部付近に第2の取り外し可能なタブを更に含む、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態Wは、第2の取り外し可能なタブが、これに接着された第2閉鎖用接着剤を含む、実施形態Vに記載の装置である。
実施形態Xは、第2閉鎖用接着剤に取り外し可能に接着された第2剥離ライナーを更に含む、実施形態Wに記載の装置である。
実施形態Yは、
周縁部と、
離間した第1区分及び第2区分を備える、第1主面と、
第1主面の反対側の第2主面と、
第1区分を、第2区分に対して並置して重ねるように配置するための折り目と、を含む防水性基材を備える本体であって、
第1区分及び第2区分は、増殖区画の内壁を画定し、この増殖区画は、周辺部と、増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部とを含み、
周辺部の一部分が、防水性シールによって画定され、この部分が、周辺部の50%超を含む、本体と、
増殖区画内で基部に接着された、冷水可溶性ゲル化剤と、
前記増殖区画内に配置された、乾燥した第1酸素除去試薬と、を備える、装置である。
実施形態Zは、本体が実質的に二次元である、実施形態Yに記載の装置である。
実施形態AAは、増殖区画内に配置された、乾燥した還元剤を更に含む、実施形態Y又は実施形態Zに記載の装置である。
実施形態ABは、乾燥した栄養素を更に含んでおり、栄養素は増殖区画内に配置され、栄養素は嫌気性微生物の増殖を促進し、栄養素は酸素除去試薬ではない、実施形態Y〜AAのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態ACは、栄養素が有機炭素源を含む、実施形態ABに記載の装置である。
実施形態ADは、有機炭素源が、非発酵性である、実施形態ACに記載の装置である。
実施形態AEは、増殖区画内に配置された、乾燥した第2酸素除去試薬を更に含む、実施形態Y〜ADのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AFは、生存可能な微生物の存在を検出するための指示薬を更に含み、指示薬が増殖区画内に配置される、実施形態Y〜AEのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AGは、第1酸素除去試薬、第2酸素除去試薬、還元試薬、栄養素、指示薬、及び上記成分のうちのいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される第1乾燥成分が、平坦な防水性基部の第1区分に接着されている、実施形態Y〜AFのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AHは、平坦な防水性基部が、第1区分の少なくとも一部の上に配置された第1接着剤層を含み、第1乾燥成分が、増殖区画内で、第1接着剤層に接着されている、実施形態AGに記載の装置である。
実施形態AIは、第1キャリアを更に備えており、第1乾燥成分が第1キャリアに接着され、第1キャリアが、増殖区画内で、第1接着剤層に接着されている、実施形態AGに記載の装置である。
実施形態AJは、第1キャリアが、その上にコーティングされた第2接着剤層を含み、第1乾燥成分が第2接着剤層に接着されている、実施形態AIに記載の装置である。
実施形態AKは、第1酸素除去試薬、第2酸素除去試薬、還元試薬、栄養素、指示薬、及び上記成分のうちのいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される第2乾燥成分が、平坦な防水性基材の第2区分に接着されている、実施形態Y〜AJのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態ALは、
防水性基材が、第2区分の少なくとも一部の上に配置された第3接着剤層を含み、
第2乾燥成分が、増殖区画内で、第3接着剤層に接着されている、実施形態AKに記載の装置である。
実施形態AMは、第2キャリアを更に備えており、第2乾燥成分が第2キャリアに接着され、第2キャリアが、増殖区画内で、第2接着剤層に接着されている、実施形態AKに記載の装置である。
実施形態ANは、第2キャリアが、その上にコーティングされた第4接着剤層を含み、第2乾燥成分が第4接着剤層に接着されている、実施形態AMに記載の装置である。
実施形態AOは、上記部分が、周辺部の少なくとも80%を含む、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態APは、上記部分が、周辺部の少なくとも90%を含む、実施形態AOに記載の装置である。
実施形態AQは、上記部分が、周辺部の少なくとも95%を含む、実施形態APに記載の装置である。
実施形態ARは、上記部分が、周辺部の100%を含む、実施形態AQに記載の装置である。
実施形態ASは、冷水可溶性ゲル化剤が、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、キサンタンガム、グアーガム、ローカストビーンガム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、アルギン、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態ATは、第1酸素除去試薬が水溶性である、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AUは、第1酸素除去試薬が、硫酸第二鉄アンモニウム、塩化第二鉄、第二鉄塩、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩からなる群から選択される、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AVは、第2酸素除去試薬が水溶性である、実施形態I〜AUのいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AWは、第2酸素除去試薬が、アスコルビン酸及びその塩、並びに、分子状酸素を消費する反応を触媒することができる酵素からなる群から選択される、実施形態AVに記載の装置である。
実施形態AXは、還元剤が、ジチオスレイトール、ジチオエリトリトール、チオグリコール酸の塩、及び前述のいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AYは、防水性シールが接着剤を含む、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態AZは、接着剤が、感圧性接着剤を含む、実施形態AYに記載の装置である。
実施形態BAは、基部の内面が実質的に平坦である、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態BBは、カバーシートの内面が実質的に平坦である、先行する実施形態のいずれか1つに記載の装置である。
実施形態BCは、
サンプルを、先行する請求項のいずれか一項の装置の増殖区画内に堆積する工程と、
嫌気性微生物の増殖を促進させる条件下で装置をインキュベートする工程と、
増殖区画内の嫌気性微生物のコロニーの指標を検出する工程と、を含む、方法である。
実施形態BDは、水性液体を増殖区画内に堆積させる工程を更に含む、実施形態BCに記載の方法である。
実施形態BEは、サンプルが水性液体中に堆積される、実施形態BDに記載の方法である。
実施形態BFは、水性液体を増殖区画内に堆積する工程が、所定体積の水性液体を堆積する工程を含む、実施形態BD又はBEに記載の方法である。
実施形態BGは、所定体積を堆積する工程は、約0.1mL〜約100mLを堆積することを含む、実施形態BFに記載の方法である。
実施形態BHは、方法が開口部を封止する工程を更に含む、実施形態BC〜BGのいずれか1つに記載の方法である。
実施形態BIは、装置をインキュベートする工程が、7日間以下の期間にわたって装置をインキュベートする工程を含む、実施形態BC〜BHのいずれか1つに記載の方法である。
実施形態BJは、装置をインキュベートする工程が、96時間以下の期間にわたって装置をインキュベートする工程を含む、実施形態BIに記載の方法である。
実施形態BKは、装置をインキュベートする工程が、72時間以下の期間にわたって装置をインキュベートする工程を含む、実施形態BJに記載の方法である。
実施形態BLは、装置をインキュベートする工程が、48時間以下の期間にわたって装置をインキュベートする工程を含む、実施形態BJに記載の方法である。
実施形態BMは、装置をインキュベートする工程が、24時間以下の期間にわたって装置をインキュベートする工程を含む、実施形態BJに記載の方法である。
実施形態BNは、サンプルを堆積する前に、増殖区画が、内部に冷水可溶性ゲル化剤、第1酸素除去試薬、第2酸素除去試薬、還元剤、栄養素、指標試薬、及び上記乾燥成分のいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される乾燥成分を含む、実施形態BC〜BMのいずれか1つに記載の方法である。
実施形態BOは、
防水性基部と、基部に取り付けられた防水性カバーシートと、それらの間に配置された増殖区画とを含む、本体であって、増殖区画が、周辺部と、前記増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部とを有し、
周辺部の一部分が、防水性シールによって画定され、この部分が周辺部の50%超を含む、本体と、
増殖区画内で基部に接着された、乾燥した冷水可溶性ゲル化剤と、
増殖区画内に配置された、乾燥した二酸化酸素生成試薬と、を備える、装置である。
以下の実施例によって本発明の目的及び利点を更に例示するが、これらの実施例において詳述する特定の材料及びその量、並びに他の条件及び細部は、本発明を不当に限定するものと解釈されるべきではない。
実施例1:装置構成体(単一面のパターンコーティング)
75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)は、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。シリコーンでコーティングされた紙剥離ライナー(D#63 BL KFT H/O 548440/000;Loprex GmbH,Stuttgart,Germany)の中央から7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)平方を取り除いたものが、接着剤の境界をマスクするために使用された。露出した接着剤は、冷水可溶性ゲル化剤、及び酸素除去試薬/還元剤の様々な混合物で粉末コーティングされた(表1)。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれ、その後、剥離ライナーが除去された。シリコーンコーティングされた紙剥離ライナーのストリップは、フィルムの粉末コーティングされた部分の7.62cm(3インチ)の辺の1つの上の接着剤に接着された。125μm(5ミル)PETフィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)はその後、残っている露出した接着剤へと積層され、剥離ライナーが一方の端部を封止するのを防いでいるパウチが形成された。
実施例2:装置構成体(両面のパターンコーティング)
75μm(3.0ミル)ミルポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)は、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。中央から7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)平方を取り除いたシリコーンコーティングした紙剥離ライナーが、接着剤の境界をマスクするために使用された。露出した接着剤は、冷水可溶性ゲル化剤、及び酸素除去試薬/還元剤(表1)の様々な混合物で粉末コーティングされた。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれ、その後、剥離ライナーが除去された。シリコーンコーティングされた紙剥離ライナーのストリップは、フィルムの粉末コーティングされた部分の7.62cm(3インチ)の辺の1つの上の接着剤に接着された。剥離ライナーが接着された2枚の粉末コーティングしたフィルムが、このような方法で作製され、粉末コーティングされた部分が向かい合って重複し、接着された剥離ライナーも同様に重複するようにして、互いに積層された(図2参照)。
実施例3:装置構成体(単一面の、粉末コーティングされたキャリア基材)
75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)は、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。接着剤は、冷水可溶性ゲル化剤、及び酸素除去試薬/還元剤の様々な混合物で粉末コーティングされた(表1)。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれた。粉末コーティングされたフィルムは、7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)の矩形に切断され、接着剤でコーティングされたPETの10.16cm×12.7cm(4インチ×5インチ)の断片の中央に配置された。シリコーンコーティングされた紙剥離ライナーのストリップは、粉末コーティングされたキャリアフィルムの7.62cm(3インチ)の辺の1つの上の、接着剤コーティングされたフィルムに接着された。125μm(5ミル)PETフィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)はその後、残っている露出した接着剤へと積層され、剥離ライナーが一方の端部を封止するのを防いでいるパウチが形成された。
実施例4:装置構成体(両面の、粉末コーティングされたキャリア基材)
75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)は、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。接着剤は、冷水可溶性ゲル化剤、及び酸素除去試薬/還元剤の様々な混合物で粉末コーティングされた(表1)。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれた。粉末コーティングされたフィルムは、7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)の矩形に切断され、接着剤でコーティングされたPETの10.16cm×12.7cm(4インチ×5インチ)の断片の中央に配置された。シリコーンコーティングされた紙剥離ライナーのストリップは、粉末コーティングされたキャリアフィルムの7.62cm(3インチ)の辺の1つの上の、接着剤コーティングされたフィルムに接着された。2つの構成体が、このような方法で作製され、粉末コーティングされたキャリアフィルムが向かい合って重複し、接着された剥離ライナーも同様に重複するようにして、互いに積層された(図5参照)。
実施例5:装置構成体(両面、一方が粉末で、一方がブロスでコーティングされたキャリア)
構成体の1つ目は、75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)を、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングすることによって作製された。接着剤は、冷水可溶性ゲル化剤、及び酸素除去試薬/還元剤の様々な混合物で粉末コーティングされた(表1)。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれた。粉末コーティングされたフィルムは、7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)の矩形に切断され、接着剤でコーティングされたPETの10.16cm×12.7cm(4インチ×5インチ)の断片の中央に配置された。シリコーンコーティングされた紙剥離ライナーのストリップは、粉末コーティングされたキャリアフィルムの7.62cm(3インチ)の辺の1つの上の、接着剤コーティングされたフィルムに接着された。
構成体の2つ目は、75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)を、培地配合物(BD Bacto Tryptone 10g/L(Becton Dickinson Corp,New Franklin,NJ)、Amresco Soytone 10g/L(Amresco,Solon,OH)、BD Bacto Yeast 2g/L(Becton Dickinson Corp,New Franklin,NJ)、MgSO4−7H2O 4g/L(EMD Millipore,Billerica,MA)、60%乳酸ナトリウム シロップ 8mls/L(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、酢酸ナトリウム 5g/L(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、NaCl 10g/L(EMD Millipore,Billerica,MA)、NH4Cl 0.2g/L(JT Baker,Center Valley,PA)、M150 Guar 8g/L、NaOHによりpH〜7.3、高せん断で混合される)で、厚さ300μm(12.0ミル)でコーティングし、その後溶媒炉(solvent oven)内に180℃で、10分間放置することによって作製された。ブロスコーティングされたPETの7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)断片が切断されて、接着剤コーティングされたPETの10.16cm×12.7cm(4インチ×5インチ)断片の中央に配置された。シリコーンコーティングされた紙剥離ライナーのストリップは、ブロスコーティングされたキャリアフィルムの7.62cm(3インチ)の辺の1つの上の、接着剤コーティングされたフィルムに接着された。
構成体の1つ目及び2つ目は、粉末コート及びブロスコートを合わせるようにして、接着された剥離ライナーも同様に重複するようにして、積層された(図5参照)。これにより、内部微生物増殖区画を備え、粉末コーティング面とブロスコーティング面とが対向しており、剥離ライナーによって一方の側で開いたままである、パウチ構成体が得られた。
実施例6:硫酸塩還元細菌ストック培地の増殖及び維持
SRB、Desulfovibrio desulfuricans(ATCC#29577;American Type Culture Collection,Manassas,VA)、及びDesulfovibrio vulgaris(ATCC#29579;American Type Culture Collection,Manassas,VA)のストック培地が、改変された乳酸ナトリウム培地(Yeast Extract 1g(Becton Dickinson Corp,New Franklin,NJ)、MgSO4−7H2O 1g(EMD Millipore,Billerica,MA)、NH4Cl 0.4g(JT Baker,Center Valley,PA)、K2HPO4 0.01g(MP Biochemicals LLC,Solon,OH)、NaCl 5g(EMD Millipore,Billerica,MA)、アスコルビン酸ナトリウム0.1g(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、乳酸ナトリウム(60%)4mls(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)NaOHによりpH〜7.3)(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)(ブチルゴムストッパー、及びアルミニウムクリンプを使用して、Balch tube内で97%窒素/3%水素雰囲気において、オートクレーブした直後にチューブに入れられた)が増殖及び維持された。培地は、気体入りの1mLシリンジを使用して、改変された乳酸ナトリウム培地のチューブに、1/100に希釈することによって、毎週継代させた。培地は30℃で48時間インキュベートされ、その後5日にわたり、4℃に維持された。6度目の継代の後、培地は破棄されて、冷凍庫から新たに接種された。
実施例7:装置の接種
実施例1〜5の装置が以下のように接種された。サンプル(5又は10mls)は、これらを直接注いで、又は10mL無菌ピペットを使用して、装置内に配置された。剥離ライナーが取り除かれて、サンプルを増殖ゾーンの上部へと押して空気を排除するために、装置を2枚の平行なプレキシガラスプレートの間で摺動させた。このとき装置の口部で露出したPSAは、シールを形成するために互いに押し付けられ、装置はインキュベーションするために平らに配置された。インキュベーションは、細菌の増殖を可能にする時間、最大10日間、30℃で行われた。コロニーは、細菌硫化水素生成物と、培地中に存在する鉄との組み合わせから沈殿する、不溶性硫化鉄の生成により生じる、小さな黒い斑点として視覚化された。
実施例8:両面粉末構成体における、アスコルビン酸塩を用いた、硫酸還元菌の増殖
実施例4の装置は、表1の粉末コーティング混合物1〜9を使用して構成された。実施例6の、Desulfovibrio desulfuricans(ATCC#29577)、及びDesulfovibrio vulgaris(ATCC#29579)のストック培地が、表2に記載の好気性培地内で順次希釈された。5mlsの量の10−6希釈物が接種され、装置は、実施例7に詳述されるようにインキュベートされた。96時間後、装置はSRBの増殖を点検され、結果は表3に報告されている。
実施例9:両面粉末構成体における、第一鉄を用いた、硫酸還元菌の増殖
実施例4の装置は、表1の粉末コーティング混合物1、及び10〜12を使用して構成された。実施例6の、Desulfovibrio vulgaris(ATCC#29579)のストック培地が、表4に記載の好気性培地内で順次希釈された。5mlsの量の10−5希釈物が接種され、装置は、実施例7に詳述されるようにインキュベートされた。72時間後、装置はSRBの増殖を点検され、結果は表3に報告されている。
実施例10:別のキャリアウェブ形状を有する装置構成体
実施例3の装置は、図3に示される別のキャリアウェブ形状で構成された。
実施例11:別のキャリアウェブ形状を有する装置構成体
実施例4の装置は、図3に示される別のキャリアウェブ形状で構成された。
実施例12:別のキャリアウェブ形状を有する装置構成体
実施例5の装置は、図3に示される別のキャリアウェブ形状で構成された。
実施例13:両面粉末/ブロス構成体における、第一鉄を用いた、硫酸還元菌の増殖
実施例5の装置は、表1の粉末コーティング混合物11を使用して構成された。実施例6の、Desulfovibrio vulgaris(ATCC#29579)のストック培地が、リン酸緩衝食塩水(Sigma)内で順次希釈された。5mlsの量の10−5、10−6、及び10−7希釈物が接種され、装置は、実施例7に詳述されるようにインキュベートされた。120時間後、装置はSRBの増殖を点検され、結果は表3に報告されている。
実施例14:異なるゲル強度を用いた硫酸還元細菌の増殖
実施例3の装置は、表1の粉末コーティング混合物2を使用して構成された。実施例6の、Desulfovibrio desulfuricans(ATCC#29577)、及びDesulfovibrio vulgaris(ATCC#29579)のストック培地が、表2の好気性培地内で順次希釈された。2、3、4、5mlsの量の10−7希釈物が接種され、装置は、実施例7に詳述されるようにインキュベートされた。72時間後、装置はSRBの増殖を点検され、結果は表5に報告されている。
比較例1:トータルカウント薄フィルム培養装置の構成体
75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)は、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。接着剤は、表1の混合物2で粉末コーティングされた。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれた。粉末コーティングしたフィルムは、7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)矩形に切断された。2つの矩形が、粉末付きの面が向かい合うようにして、両面テープを使用して、7.62cm(3インチ)の一辺に沿って接合された。
比較例2:スペーサを備える、薄フィルム培養装置の構成体
75μm(3.0ミル)ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(Melanex 454,Tekra,New Berlin,WI)は、米国特許番号第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。接着剤は、表1の混合物2で粉末コーティングされた。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれた。粉末コーティングしたフィルムは、7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)矩形に切断された。
100μm(4ミル)ミルポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(LABプレート下部フィルム?)は、米国特許第5,409,838号の実施例1に記載される、イソオクチルアクリレート/アクリルアミド感圧接着剤(PSA)でコーティングされた。直径6センチメートルの円が取り除かれた、シリコーンコーティングした紙剥離ライナーを使用して、接着剤をマスクした。露出した接着剤は、表1の混合物2で粉末コーティングされた。粉末は均等に適用され、過剰な粉末は、フィルムを手で揺することによって接着剤層から取り除かれ、その後、剥離ライナーが除去された。直径61mmの円形開口部を備える、フォームスペーサ(ポリスチレンフォーム;76mm幅×102mm長さ×0.57mm厚さ)が、接着剤によって、第1層の接着剤コーティングされた面に積層された。スペーサを接着させた粉末コーティングしたフィルムは、7.62cm×10.16cm(3インチ×4インチ)矩形に切断された。
上記の2枚のフィルムが、粉末付きの面が向かい合うようにして、両面テープを使用して、7.62cm(3インチ)の一辺に沿って接合された。
比較例3:薄フィルム培養装置におけるSRBの増殖
比較例1の装置が構成され、実施例6のDesulfovibrio desulfuricans(ATCC#29577)のストック培地に、アスコルビン酸オキシダーゼ(Calzyme Laboratories,San LuisObispo,CA)が追加され、最終的な濃度が4U/mLになるように、表2に記載の好気性培地内で順次希釈された。3mLの10−5、10−6、及び10−7希釈物が、上部フィルムを持ち上げ、下部フィルムの中央にサンプルを分配し、上部フィルムを静かに戻すことによって接種された。プレートは周囲温度で、又は97%のN 3%のHの気体でパージした嫌気性チャンバ内で、30℃でインキュベートされた。72時間後、装置はSRBの増殖を点検され、結果は表6に報告されている。
比較例4:薄フィルム培養装置におけるSRBの増殖
比較例2の装置が構成され、実施例6のDesulfovibrio desulfuricans(ATCC#29577)のストック培地に、アスコルビン酸オキシダーゼ(Calzyme Laboratories,San Luis Obispo,CA)が追加され、最終的な濃度が4U/mLになるように、表2に記載の好気性培地内で順次希釈された。3mlsの量の10−5、10−6、及び10−7希釈物が、上部フィルムを持ち上げ、下部フィルムの中央にサンプルを分配し、上部フィルムを静かに戻すことによって接種された。プレートは周囲温度で、又は97%のN 3%のHの気体でパージした嫌気性チャンバ内で、30℃でインキュベートされた。72時間後、装置はSRBの増殖を点検され、結果は表6に報告されている。
実施例15:構成体、及びパウチ状培養装置の使用
実施例3の装置が構成されたが、ただし、バッキングフィルムは、75μm(3ミル)PETの代わりに、48ga PET/98ga WOPP/0.00035インチホイル/2mil Barex(Technipaq,Crystal Lake,IL)であり、粉末コーティング混合物は以下であった;M150 Guar 5g(DuPont Danisco,Copenhagen,Denmark)、Fortefiber HB Ultra 89.3g(Dow Chemical Company,Midland,MI)、FeSO4−7H20 3g(JT Baker,Center Valley,PA)、アスコルビン酸ナトリウム 0.60g(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、チオグリコール酸ナトリウム:1.5g(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、CaSO4:0.60g(JT Baker,Center Valley,PA)。表1のように、FeSO4−7H2O、及びアスコルビン酸ナトリウムが粉砕された。実施例6の、Desulfovibrio desulfuricans(ATCC#29577)、及びDesulfovibrio vulgaris(ATCC#29579)のストック培地が、以下の好気性培地内で順次希釈された;K2HPO4 0.56g/L(MP Biochemicals LLC,Solon,OH)、KH2PO4 0.11g/L(MP Biochemicals LLC,Solon,OH)、NH4Cl 1.0g/L(JT Baker,Center Valley,PA)、MgSO4−7H2O 3.0g/L(EMD Millipore,Billerica,MA)、60%Na Lactate 4.0mL/L(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、Bacto Yeast Extract 1.0g/L(Becton Dickinson Corp,New Franklin,NJ)、Bacto Tryptone 1g/L(Becton Dickinson Corp,New Franklin,NJ)、Resazurin:1mg/L(MP Biochemicals LLC,Solon,OH)、ATCC Vitamin Mix 10mL/L(American Type Culture Collection,Manassas,VA)、ATCC Trace Mineral Mix 10mL/L。pHは、水酸化ナトリウムにより7.3に調節され、フィルター滅菌された。5mlsの量の10−6、及び10−7希釈物が接種され、装置は、実施例7に詳述されるようにインキュベートされた。96時間後、装置はSRBの増殖を点検された。この時点において、両方の株菌は、容易に数えられる単一のコロニーで良好に増殖した。
表1.粉末コーティング配合物。全ての値はグラムで表わされる。C6H7NaO6(Sigma Aldrich Co.,St.Louis,MO)、及びFeSO4−7H2O(JT Baker,Center Valley,PA)が結晶の形態で得られ、混合及び粉末コーティングの前に、100μm未満の平均粒径まで粉砕された。HPMC(ヒドロキシプロピルメチルセルロース;Fortefiber HB Ultra)は、Dow Chemical Company(Midland,MI)から入手した。
Figure 0006949721
表2.SRB培地配合。pHは水酸化ナトリウムによって7.3に調節され、フィルター滅菌された。
Figure 0006949721
表3.アスコルビン酸又は第一鉄を用いた、装置内におけるSRBの増殖。SRBの多数の希釈物が所与の装置において接種される場合の、希釈率は括弧内に示されている。
Figure 0006949721
表4.SRB培地配合。pHは水酸化ナトリウムによって7.3に調節され、フィルター滅菌された。
Figure 0006949721
表5.様々なゲル強度を有する、装置内のSRBの増殖。
Figure 0006949721
表6.典型的なペトリフィルム構成内におけるSRBの増殖。
Figure 0006949721
実施例16.二酸化炭素富化培養条件における装置の構成体
実施例15に記載される装置と同様の装置が構成され得るが、ただし、粉末コーティング混合物は、アスコルビン酸ナトリウムの代わりに0.6gの重炭酸ナトリウムを含み得る。培地は、SRBの代わりに乳酸菌を増殖させるように選択され得る。ゲル化剤をコーティングするために使用される接着剤は、米国特許第4,565,783号に記載されるように、塩化トリフェニルテトラゾリウム(TTC)を含み得る。この装置には、ホモ発酵性又はヘテロ発酵性の乳酸菌の希釈懸濁液、又はそれらの混合物を接種することができる。接種済みの装置は、37℃で約48時間にわたってインキュベートすることができる。装置は、視認可能な赤いコロニー(TTCの酸化(osidation)による)に関して観察することができ、一部はグルコースの発酵により気泡を伴っている。
本明細書において引用した全ての特許、特許出願及び公報、並びに電子的に入手可能な資料の全開示が参照によって組み込まれる。本出願の開示と参照によって本明細書に組み込まれている文書の開示との間に矛盾が存在する場合には、本出願の開示が優先するものとする。上記の詳細な説明及び実施例は、理解しやすいように示したものにすぎない。それによって不要な限定がなされるものと理解すべきではない。本発明は図示及び記載された細部そのものに限定されず、当業者に明白な変形形態は、特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲内に含まれる。
全ての見出しは読者の便宜のためのものであり、明記しない限り、見出しに続く文の意味を限定するために使用されるものではない。
本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な修正を行うことが可能である。これらの実施形態及び他の実施形態は、以下の特許請求の範囲に含まれるものである。

Claims (5)

  1. 防水性基部と、前記基部に取り付けられた防水性カバーシートと、それらの間に配置された増殖区画とを含む、本体であって、前記増殖区画が、周辺部と、前記増殖区画への液体のアクセスを提供する開口部とを有し、前記周辺部の一部分が、防水性シールによって画定され、前記部分が、前記周辺部の50%超を含む、本体と、
    前記増殖区画内で前記基部に接着された、乾燥した冷水可溶性ゲル化剤と、
    前記増殖区画内に配置された、乾燥した粉末である第1酸素除去試薬と、を備え、
    前記第1酸素除去試薬が、水性液体で水和された場合に機能する試薬である、装置。
  2. 前記第1酸素除去試薬、乾燥した第2酸素除去試薬、乾燥した還元試薬、乾燥した栄養素、指示薬、及びこれらの成分のうちのいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される第1乾燥成分が、前記基部に接着されている、請求項1に記載の装置。
  3. 前記基部は、前記増殖区画の少なくとも一部分において、その上に配置された第1接着剤層を含み、前記第1乾燥成分が、前記増殖区画内で、前記第1接着剤層に接着されている、請求項2に記載の装置。
  4. 前記第1酸素除去試薬、前記第2酸素除去試薬、前記還元試薬、前記栄養素、前記指示薬、及び前記成分のうちのいずれか2つ以上の組み合わせからなる群から選択される第2乾燥成分が、前記カバーシートに接着されている、請求項2に記載の装置。
  5. 前記カバーシートが、前記増殖区画の少なくとも一部分において、その上に配置された、第接着剤層を備え、
    前記第2乾燥成分が、前記増殖区画内で、前記第接着剤層に接着されている、請求項4に記載の装置。
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