JPH0923875A - 標本容器 - Google Patents
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- JPH0923875A JPH0923875A JP8167814A JP16781496A JPH0923875A JP H0923875 A JPH0923875 A JP H0923875A JP 8167814 A JP8167814 A JP 8167814A JP 16781496 A JP16781496 A JP 16781496A JP H0923875 A JPH0923875 A JP H0923875A
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- Y10S436/00—Chemistry: analytical and immunological testing
- Y10S436/807—Apparatus included in process claim, e.g. physical support structures
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 血液培養体における生物学的活性及び体液中
のマイコバクテリアの有無を検出する時間（ＴＴＤ）を
短縮する方法及びその装置のための標本容器を提供する
こと。 【解決手段】 本発明は、培養容器内の微生物を検出す
る方法及びその装置に使用される多数標本の容器に関す
るものである。該容器１は、標本を複数の部分標本に分
割する複数の貫通穴５を有するブロック３を備えてい
る。部分標本の各々は、それ自体の頂部スペースと、そ
れ自体のセンサとを備えている。部分標本の空間列はＣ
ＣＤカメラにより読み取られ、部分標本に分割されて、
検出時間を著しく短縮する空間列を形成する。
のマイコバクテリアの有無を検出する時間（ＴＴＤ）を
短縮する方法及びその装置のための標本容器を提供する
こと。 【解決手段】 本発明は、培養容器内の微生物を検出す
る方法及びその装置に使用される多数標本の容器に関す
るものである。該容器１は、標本を複数の部分標本に分
割する複数の貫通穴５を有するブロック３を備えてい
る。部分標本の各々は、それ自体の頂部スペースと、そ
れ自体のセンサとを備えている。部分標本の空間列はＣ
ＣＤカメラにより読み取られ、部分標本に分割されて、
検出時間を著しく短縮する空間列を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、血液培養体におけ
る生物学的活性及び体液中のマイコバクテリア（結核
菌）の有無を検出する時間（ＴＴＤ）を短縮する方法及
び装置に関する。
る生物学的活性及び体液中のマイコバクテリア（結核
菌）の有無を検出する時間（ＴＴＤ）を短縮する方法及
び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】患者の体液、特に、血液中における細菌
のような生物学的に活性なものの存在は、一般的には、
血液培養バイアルを使用して判断される。少量の血液が
閉鎖型のゴム隔壁を介して培養基を保持する滅菌バイア
ル中に注入され、次に、そのバイアルは、３７°Ｃにて
保温し、微生物の成長を監視する。
のような生物学的に活性なものの存在は、一般的には、
血液培養バイアルを使用して判断される。少量の血液が
閉鎖型のゴム隔壁を介して培養基を保持する滅菌バイア
ル中に注入され、次に、そのバイアルは、３７°Ｃにて
保温し、微生物の成長を監視する。
【０００３】
【課題を解決しようとする課題】微生物の存在を検出す
るために使用される技術の一つに、目視検査がある。一
般的に、この目視検査は、血液及び培質の液体懸濁物の
汚濁、又は最終的な色変化を監視することを含む。器具
を使用する公知の方法は、細菌の成長の代謝副産物であ
る、培養瓶内の二酸化炭素成分の変化を検出する。二酸
化炭素成分の監視は、二酸化炭素のスペクトル線による
放射化学又は赤外線吸収のような、当該技術分野にて確
立された方法により行うことができる。今日迄、こうし
た方法は、侵入による方法を必要とし、その結果、異な
るバイアル間の相互汚染という周知の問題が生じる。ま
た、正及び／又は負の圧力変化を監視することにより、
密封可能な容器における微生物の成長を検出することも
提案されている。
るために使用される技術の一つに、目視検査がある。一
般的に、この目視検査は、血液及び培質の液体懸濁物の
汚濁、又は最終的な色変化を監視することを含む。器具
を使用する公知の方法は、細菌の成長の代謝副産物であ
る、培養瓶内の二酸化炭素成分の変化を検出する。二酸
化炭素成分の監視は、二酸化炭素のスペクトル線による
放射化学又は赤外線吸収のような、当該技術分野にて確
立された方法により行うことができる。今日迄、こうし
た方法は、侵入による方法を必要とし、その結果、異な
るバイアル間の相互汚染という周知の問題が生じる。ま
た、正及び／又は負の圧力変化を監視することにより、
密封可能な容器における微生物の成長を検出することも
提案されている。
【０００４】最近、バイアル内に配置された化学的セン
サを使用する非侵入的方法が開発されている。こうした
センサは、その色を変化させることにより、又は、その
蛍光の強さを変化させることにより、二酸化炭素の濃度
の変化に応答する。公知の自動化された非侵入的な血液
培養システムにおいては、互いに独立した光源、スペク
トル励起／放出フィルタ、及び光検出器が、各バイアル
に隣接して配置されている。その結果、一つのバイアル
とその隣りのバイアルとでは、ステーションの感度が異
なる。更なる問題点は、光源、フィルタ、及び光検出器
の老化作用（ａｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ）により生ず
る。殆どの公知の血液培養センサは、細菌の成長中、測
定される光電流におけるコントラスト比は、僅かな程度
にしか過ぎないため、こうしたシステムを作動させるた
めには、広範囲で且つ時間のかかる較正方法及び複雑な
検出アルゴリズムが必要とされる。更に、個々の光源及
び検出器を他の器具に接続するため可撓性の電気ケーブ
ルが必要とされる。一台の器具当たり典型的に２４０個
といった、多数の光センサが使用される場合、個々の光
源が不良になり始めると、保守が極めて面倒で且つコス
ト高となる可能性がある。
サを使用する非侵入的方法が開発されている。こうした
センサは、その色を変化させることにより、又は、その
蛍光の強さを変化させることにより、二酸化炭素の濃度
の変化に応答する。公知の自動化された非侵入的な血液
培養システムにおいては、互いに独立した光源、スペク
トル励起／放出フィルタ、及び光検出器が、各バイアル
に隣接して配置されている。その結果、一つのバイアル
とその隣りのバイアルとでは、ステーションの感度が異
なる。更なる問題点は、光源、フィルタ、及び光検出器
の老化作用（ａｇｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｓ）により生ず
る。殆どの公知の血液培養センサは、細菌の成長中、測
定される光電流におけるコントラスト比は、僅かな程度
にしか過ぎないため、こうしたシステムを作動させるた
めには、広範囲で且つ時間のかかる較正方法及び複雑な
検出アルゴリズムが必要とされる。更に、個々の光源及
び検出器を他の器具に接続するため可撓性の電気ケーブ
ルが必要とされる。一台の器具当たり典型的に２４０個
といった、多数の光センサが使用される場合、個々の光
源が不良になり始めると、保守が極めて面倒で且つコス
ト高となる可能性がある。
【０００５】光強度を利用するセンサ機構に伴う不利な
点は、その有効寿命を変化させる蛍光センサを利用する
ことにより解決することができる。この場合、光強度の
測定法に代えて、時間パラメータ測定法が採用され、光
強度の変化は、センサ出力信号に何等の影響も与えな
い。多くの化学的センサ材料は、その蛍光寿命が酸素濃
度、ｐＨ、二酸化炭素の濃度、又はその他の化学的パラ
メータの変化と共に変化することが公知である。
点は、その有効寿命を変化させる蛍光センサを利用する
ことにより解決することができる。この場合、光強度の
測定法に代えて、時間パラメータ測定法が採用され、光
強度の変化は、センサ出力信号に何等の影響も与えな
い。多くの化学的センサ材料は、その蛍光寿命が酸素濃
度、ｐＨ、二酸化炭素の濃度、又はその他の化学的パラ
メータの変化と共に変化することが公知である。
【０００６】センサの蛍光寿命の変化は、周知の位相シ
フト方法を適用することにより一般に監視される。この
方法において、励起光はその強度が調節されて、その結
果、励起位相に関して位相シフトされた強度が調節され
た蛍光が放出される。この位相シフト角度θは、次式に
従い蛍光の寿命τにより決まる。 ｔａｎθ＝ωτ （１） ここで、ω＝２πｆは、円形の光の調節周波数である。
フト方法を適用することにより一般に監視される。この
方法において、励起光はその強度が調節されて、その結
果、励起位相に関して位相シフトされた強度が調節され
た蛍光が放出される。この位相シフト角度θは、次式に
従い蛍光の寿命τにより決まる。 ｔａｎθ＝ωτ （１） ここで、ω＝２πｆは、円形の光の調節周波数である。
【０００７】等式（１）を検討すると、この位相シフト
法は、ωτ＝１の条件の下で最大の分解能ｄθ／ｄτを
可能にすることが分かる。残念なことに、殆どの公知の
ｐＨ、又は二酸化炭素感知型の発蛍光団（ｆｌｕｏｒｏ
ｐｈｏｒｅ）は、５ｎｓ（ナノ秒）乃至５００ｐｓ（ピ
コ秒）の範囲の崩壊時間を有する。換言すれば、光調節
周波数ｆ＝１／２πτは、３２ＭＨｚ乃至３２０ＭＨｚ
の範囲にあることが必要とされる。
法は、ωτ＝１の条件の下で最大の分解能ｄθ／ｄτを
可能にすることが分かる。残念なことに、殆どの公知の
ｐＨ、又は二酸化炭素感知型の発蛍光団（ｆｌｕｏｒｏ
ｐｈｏｒｅ）は、５ｎｓ（ナノ秒）乃至５００ｐｓ（ピ
コ秒）の範囲の崩壊時間を有する。換言すれば、光調節
周波数ｆ＝１／２πτは、３２ＭＨｚ乃至３２０ＭＨｚ
の範囲にあることが必要とされる。
【０００８】かかる高周波数にて光の強度を調節するこ
とが可能であるが、このためには、レーザと組み合わせ
たときにのみ効果的である音響−光学式又は電子−光学
式モジュレータを必要とする。更に、調節された蛍光を
検出するためには、かなり高価であるマルチチャネル−
プレート型の光電子増倍管のような高速度で高感度の光
検出器を必要とする。その結果、全ての市販の自動式血
液培養システムは、光強度を監視する型式のものであ
り、時間−分解型の蛍光二酸化炭素センサを利用するも
のはない。
とが可能であるが、このためには、レーザと組み合わせ
たときにのみ効果的である音響−光学式又は電子−光学
式モジュレータを必要とする。更に、調節された蛍光を
検出するためには、かなり高価であるマルチチャネル−
プレート型の光電子増倍管のような高速度で高感度の光
検出器を必要とする。その結果、全ての市販の自動式血
液培養システムは、光強度を監視する型式のものであ
り、時間−分解型の蛍光二酸化炭素センサを利用するも
のはない。
【０００９】蛍光の寿命に基づくセンサを低コストで作
用させることは可能であるにしても、標本に伴う全ての
人為的な欠陥は残るであろう。特に、血液自体の代謝に
よる蛍光の強度及び／又は有効寿命の連続的ではある
が、予見不可能な変化である、いわゆる「血液によるバ
ックグラウンド効果（ｂｌｏｏｄ−ｂａｃｋｇｒｏｕｎ
ｄ ｅｆｆｅｃｔ）」について言及しなければならな
い。この血液によるバックグラウンド効果は、ドナー、
成長培養基、血液量、及びその他のファクタに依存する
ため、血液に関係する蛍光の変化と微生物に関係する蛍
光の変化とを区別することは極めて困難であり、又は不
可能である。結局、検出アルゴリズムは「頑丈」でなけ
ればならず、その結果、検出のため比較的長い時間がか
かる。
用させることは可能であるにしても、標本に伴う全ての
人為的な欠陥は残るであろう。特に、血液自体の代謝に
よる蛍光の強度及び／又は有効寿命の連続的ではある
が、予見不可能な変化である、いわゆる「血液によるバ
ックグラウンド効果（ｂｌｏｏｄ−ｂａｃｋｇｒｏｕｎ
ｄ ｅｆｆｅｃｔ）」について言及しなければならな
い。この血液によるバックグラウンド効果は、ドナー、
成長培養基、血液量、及びその他のファクタに依存する
ため、血液に関係する蛍光の変化と微生物に関係する蛍
光の変化とを区別することは極めて困難であり、又は不
可能である。結局、検出アルゴリズムは「頑丈」でなけ
ればならず、その結果、検出のため比較的長い時間がか
かる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決するものであり、一般的な器具及びサンプルに関
連する人為的な欠陥が存在する場合でさえ、検出時間を
短くすることを可能にする、生物学的に活性な物質を検
出する方法及び装置を含む。
を解決するものであり、一般的な器具及びサンプルに関
連する人為的な欠陥が存在する場合でさえ、検出時間を
短くすることを可能にする、生物学的に活性な物質を検
出する方法及び装置を含む。
【００１１】本発明によれば、血液、及び成長培養基の
ような標準量の標本を密封可能な容器に入れ、その容器
内でその標本を成長培養基と混合させることにより、上
記の目的は、達成される。
ような標準量の標本を密封可能な容器に入れ、その容器
内でその標本を成長培養基と混合させることにより、上
記の目的は、達成される。
【００１２】この容器は、その容器を外部から操作する
ことにより、その容器内の液体標本が多数の部分標本に
分割され、その部分標本の各々がそれ自体の頂部スペー
ス及びそれ自体の検出手段を備えるようにする。この部
分標本の数Ｎは、その標本を容器内に入れたときその標
本内に予想される主たる微生物の数よりも多くなるよう
に選択する。
ことにより、その容器内の液体標本が多数の部分標本に
分割され、その部分標本の各々がそれ自体の頂部スペー
ス及びそれ自体の検出手段を備えるようにする。この部
分標本の数Ｎは、その標本を容器内に入れたときその標
本内に予想される主たる微生物の数よりも多くなるよう
に選択する。
【００１３】標準的な血液培養容器と比較して、この部
分標本中における気体濃度、又はその他のパラメータに
典型的な変化を生じさせるのに必要な微生物の数は、そ
の容積が１／Ｎになれば、１／Ｎと少なくてよい。その
結果、センサの出力信号に測定可能な変化を生じさせる
ために部分標本に必要とされる微生物の数は、少なくて
済む。このため、検出時間の第一の短縮化が可能とな
る。
分標本中における気体濃度、又はその他のパラメータに
典型的な変化を生じさせるのに必要な微生物の数は、そ
の容積が１／Ｎになれば、１／Ｎと少なくてよい。その
結果、センサの出力信号に測定可能な変化を生じさせる
ために部分標本に必要とされる微生物の数は、少なくて
済む。このため、検出時間の第一の短縮化が可能とな
る。
【００１４】本発明によれば、部分標本の全ては、直線
状、円形、矩形、六角形、統計学的な分布状態とするこ
とのできる空間配列状に配置され、又は、その他の形態
とすることが可能である。部分標本の全てのセンサ信号
は、視覚的に、又は器具により互いに比較される。一つ
又は二以上の部分標本における微生物の成長のため、微
生物を含まない部分標本と比較してセンサ信号に変化が
生じる。このとき、少なくとも一つの部分標本がその隣
りの標本が発生する信号と異なる信号を発生させるなら
ば、標本の全体が陽性とみなされる。このようにして、
センサ信号対時間の測定値がセンサ信号対距離の測定値
に変換される。
状、円形、矩形、六角形、統計学的な分布状態とするこ
とのできる空間配列状に配置され、又は、その他の形態
とすることが可能である。部分標本の全てのセンサ信号
は、視覚的に、又は器具により互いに比較される。一つ
又は二以上の部分標本における微生物の成長のため、微
生物を含まない部分標本と比較してセンサ信号に変化が
生じる。このとき、少なくとも一つの部分標本がその隣
りの標本が発生する信号と異なる信号を発生させるなら
ば、標本の全体が陽性とみなされる。このようにして、
センサ信号対時間の測定値がセンサ信号対距離の測定値
に変換される。
【００１５】微生物を含まない全ての部分標本が「基準
標本」として機能する。即ち、これらの標本は、器具、
標本の老化、及び器具内の温度変化に起因する全ての人
為的な欠点を示す。特に、基準標本は、いわゆる「血液
によるバックグラウンド効果」を生じる。本発明による
装置において、センサ信号の空間的相違のみが微生物の
成長を表示するという事実のため、全ての人為的な欠点
は排除され、著しく改善されたセンサ信号の分解能が実
際的となる。このため、検出時間（「ＴＴＤ」）の第二
の短縮化が可能となる。
標本」として機能する。即ち、これらの標本は、器具、
標本の老化、及び器具内の温度変化に起因する全ての人
為的な欠点を示す。特に、基準標本は、いわゆる「血液
によるバックグラウンド効果」を生じる。本発明による
装置において、センサ信号の空間的相違のみが微生物の
成長を表示するという事実のため、全ての人為的な欠点
は排除され、著しく改善されたセンサ信号の分解能が実
際的となる。このため、検出時間（「ＴＴＤ」）の第二
の短縮化が可能となる。
【００１６】上記のＴＴＤ短縮化の双方は、微生物の成
長に基づく既存のシステムに対して顕著な改善を提供す
る。例えば、７２時間のＴＴＤは、１２時間に短縮化す
ることができる。マイコバクテリア（ＴＢ）の場合、３
５日のＴＴＤは、５日に短縮化することができる。
長に基づく既存のシステムに対して顕著な改善を提供す
る。例えば、７２時間のＴＴＤは、１２時間に短縮化す
ることができる。マイコバクテリア（ＴＢ）の場合、３
５日のＴＴＤは、５日に短縮化することができる。
【００１７】本発明による装置においては、規則的な時
間間隔にて、距離に対するセンサ信号の測定を行う必要
はない。このため、標本の装填及び除去の目的のために
扉を開けることに起因するデータ取得の中断があっても
何ら不利益な影響は生じない。上述したように、扉の開
放に起因する温度変化の作用もまた解消され、陽性であ
れば、任意の時点で読み取ることができる距離に対する
光強度の恒久的なパターンが発生されるため、陽性であ
るが故に遅延した、いわゆる「遅れた」バイアルをチェ
ックすることが遥かに容易となる。
間間隔にて、距離に対するセンサ信号の測定を行う必要
はない。このため、標本の装填及び除去の目的のために
扉を開けることに起因するデータ取得の中断があっても
何ら不利益な影響は生じない。上述したように、扉の開
放に起因する温度変化の作用もまた解消され、陽性であ
れば、任意の時点で読み取ることができる距離に対する
光強度の恒久的なパターンが発生されるため、陽性であ
るが故に遅延した、いわゆる「遅れた」バイアルをチェ
ックすることが遥かに容易となる。
【００１８】また、部分標本の各々には、少なくとも二
つの異なる検出手段を設けることが可能であり、このた
め、異なるセンサのデータを分析することによって、検
出に加えて、微生物を特定することが可能となる。
つの異なる検出手段を設けることが可能であり、このた
め、異なるセンサのデータを分析することによって、検
出に加えて、微生物を特定することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の上記及びその他の形態、
特徴及び有利な点は、添付図面と共に、以下の詳細な説
明から明らかになるであろう。
特徴及び有利な点は、添付図面と共に、以下の詳細な説
明から明らかになるであろう。
【００２０】本発明によれば、血液及び成長培養基のよ
うな標準的な量の標本が密封可能な容器内に導入され、
完全に混合される。標本が少量の微生物Ｋ0を含む場合
には、培養直後の時間ｔにおける微生物の数Ｋ（ｔ）
は、次式で求められる。 Ｋ（ｔ）＝Ｋ0ｅｘｐ（ｌｎ２ｔ／ｔｄ） （２） ｔｄは、その標本内に在する特別な微生物種の数を二倍
した数である。
うな標準的な量の標本が密封可能な容器内に導入され、
完全に混合される。標本が少量の微生物Ｋ0を含む場合
には、培養直後の時間ｔにおける微生物の数Ｋ（ｔ）
は、次式で求められる。 Ｋ（ｔ）＝Ｋ0ｅｘｐ（ｌｎ２ｔ／ｔｄ） （２） ｔｄは、その標本内に在する特別な微生物種の数を二倍
した数である。
【００２１】通常、センサ出力信号に検出可能な変化を
生じさせるためには、単位容積当たりの微生物の特定の
最小濃度Ｃmiｎが容器内に存在することが必要とされ
る。この最小濃度Ｃmiｎは、次式によって微生物の最小
数Ｋmiｎと関係付けられる。
生じさせるためには、単位容積当たりの微生物の特定の
最小濃度Ｃmiｎが容器内に存在することが必要とされ
る。この最小濃度Ｃmiｎは、次式によって微生物の最小
数Ｋmiｎと関係付けられる。
【００２２】Ｋmiｎ＝ＣmiｎＶ0 （３） ここで、Ｖ0は容器全体の容積である。
【００２３】本発明による装置において、外部から標本
容器に作用することにより容積Ｖ0の標本は、容積値Ｖ
のＮ個の別々のサブユニット（部分単位）に分割され
る。この容積Ｖは、次式で求められる。 Ｖ＝（Ｖ0／Ｎ） （４） 等式（２）乃至（４）を組み合わせることにより、容積
Ｖのサブユニット内の微生物の割合が最小濃度Ｃmiｎに
達するために必要とされる、検出時間、ＴＴＤが求めら
れる。 等式（５）を解くとき、培養後、そのサブユニット内に
単一の微生物しか存在しないと仮定する、即ち、Ｋ0＝
１に設定する。また、いわゆる「遅れ位相（ｌａｇ ｐ
ｈａｓｅ）」、即ち、微生物が通常、保温後に増殖をし
始めるのに必要とされる特定の時間間隔は無視した。
容器に作用することにより容積Ｖ0の標本は、容積値Ｖ
のＮ個の別々のサブユニット（部分単位）に分割され
る。この容積Ｖは、次式で求められる。 Ｖ＝（Ｖ0／Ｎ） （４） 等式（２）乃至（４）を組み合わせることにより、容積
Ｖのサブユニット内の微生物の割合が最小濃度Ｃmiｎに
達するために必要とされる、検出時間、ＴＴＤが求めら
れる。 等式（５）を解くとき、培養後、そのサブユニット内に
単一の微生物しか存在しないと仮定する、即ち、Ｋ0＝
１に設定する。また、いわゆる「遅れ位相（ｌａｇ ｐ
ｈａｓｅ）」、即ち、微生物が通常、保温後に増殖をし
始めるのに必要とされる特定の時間間隔は無視した。
【００２４】横列ｎ個及び縦列ｎ個のサブユニットを備
える二次元的形態の容器であると仮定すると、次式が得
られる。 Ｎ＝ｎ２ （６） 本発明による、容器の検出時間は、次式で求められる。 ＴＴＤ＝ｔｄ｛ｌｎ（Ｋmiｎ／ｎ２）／ｌｎ２｝ （７） 図１には、等式（７）に従って、検出時間ＴＴＤ対横列
数ｎを表示する曲線群が示してある。これらの異なる曲
線は、通常の微生物の成長を利用する血液培養器具にて
測定した典型的なＴＴＤの値、１２０、９６、７２、４
８、２４、１２時間における異なる種類の微生物に対応
する。これらのＴＴＤの値は、ｎ＝１に対応する、即
ち、図１の一つの横例及び縦例に対応する。
える二次元的形態の容器であると仮定すると、次式が得
られる。 Ｎ＝ｎ２ （６） 本発明による、容器の検出時間は、次式で求められる。 ＴＴＤ＝ｔｄ｛ｌｎ（Ｋmiｎ／ｎ２）／ｌｎ２｝ （７） 図１には、等式（７）に従って、検出時間ＴＴＤ対横列
数ｎを表示する曲線群が示してある。これらの異なる曲
線は、通常の微生物の成長を利用する血液培養器具にて
測定した典型的なＴＴＤの値、１２０、９６、７２、４
８、２４、１２時間における異なる種類の微生物に対応
する。これらのＴＴＤの値は、ｎ＝１に対応する、即
ち、図１の一つの横例及び縦例に対応する。
【００２５】図１から理解されるように、通常のＴＴＤ
値は、本発明による標本容器を多数のサブユニットに分
割することにより著しく小さくすることができる。ＴＴ
Ｄ値が大きい場合、時間の短縮化はより顕著である。横
列４０個及び縦列４０個を有する標本容器を使用する
と、一般的な１２０時間のＴＴＤは、５６時間に短縮さ
れる。換言すれば、ＴＴＤは、６４時間、即ち、２．６
６日短縮される。一般的な１２時間のＴＴＤの場合、時
間の短縮は、６時間にしか過ぎない。
値は、本発明による標本容器を多数のサブユニットに分
割することにより著しく小さくすることができる。ＴＴ
Ｄ値が大きい場合、時間の短縮化はより顕著である。横
列４０個及び縦列４０個を有する標本容器を使用する
と、一般的な１２０時間のＴＴＤは、５６時間に短縮さ
れる。換言すれば、ＴＴＤは、６４時間、即ち、２．６
６日短縮される。一般的な１２時間のＴＴＤの場合、時
間の短縮は、６時間にしか過ぎない。
【００２６】図２には、本発明による標本の容器を使用
することにより得られる第二の有利な点が示されてい
る。これは、センサ信号の分解能が増したことに起因し
て、検出に必要とされる微生物の数が少なくて済むこと
である。一般に経験される人為的な欠点が略完全に解消
されるため、必要とされる微生物の数を１桁又は２桁程
度、少なくすることが可能であると考えられる。図２に
は、一般的な数であるＫmiｎ＝１０６を１０５、更に、
１０４に小さくした場合、ＴＴＤに対する予想される効
果を示す曲線が示してある。
することにより得られる第二の有利な点が示されてい
る。これは、センサ信号の分解能が増したことに起因し
て、検出に必要とされる微生物の数が少なくて済むこと
である。一般に経験される人為的な欠点が略完全に解消
されるため、必要とされる微生物の数を１桁又は２桁程
度、少なくすることが可能であると考えられる。図２に
は、一般的な数であるＫmiｎ＝１０６を１０５、更に、
１０４に小さくした場合、ＴＴＤに対する予想される効
果を示す曲線が示してある。
【００２７】図３には、標本を４０×４０のサブユニッ
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとを組み合わせた効果が示してある。この図面
から理解されるように、一般的なＴＴＤの１２０時間を
１６時間に短縮することができ、これは、１０４時間、
即ち４．３３日の時間の短縮に相当する。一般的なＴＴ
Ｄの１２時間は、２時間に短縮することができる。図
１、図２、及び図３には、ＴＴＤの計算値が示してある
ことに留意すべきである。全体的なＴＴＤに寄与する第
二の要素、即ち、遅れ位相は、分析において無視されて
おり、急速に成長する微生物に対する実際の時間の短縮
は、計算した値よりも少ない。
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとを組み合わせた効果が示してある。この図面
から理解されるように、一般的なＴＴＤの１２０時間を
１６時間に短縮することができ、これは、１０４時間、
即ち４．３３日の時間の短縮に相当する。一般的なＴＴ
Ｄの１２時間は、２時間に短縮することができる。図
１、図２、及び図３には、ＴＴＤの計算値が示してある
ことに留意すべきである。全体的なＴＴＤに寄与する第
二の要素、即ち、遅れ位相は、分析において無視されて
おり、急速に成長する微生物に対する実際の時間の短縮
は、計算した値よりも少ない。
【００２８】図４には、等式（７）に従ってマイコバク
テリアについての検出時間ＴＴＤ対横列数ｎを表示する
一連の曲線が示してある。これらの異なる曲線は、微生
物の成長を利用する従来の成長に基づくＴＢ培養器具で
測定した典型的なＴＴＤ値である、３５日、２８日、２
１日、１４日及び７日の異なる種類のマイコバクテリア
に対応するものである。この場合にも、これらのＴＴＤ
値は、ｎ＝１、即ち、図４の一つの横列及び一つの縦列
に対応する。
テリアについての検出時間ＴＴＤ対横列数ｎを表示する
一連の曲線が示してある。これらの異なる曲線は、微生
物の成長を利用する従来の成長に基づくＴＢ培養器具で
測定した典型的なＴＴＤ値である、３５日、２８日、２
１日、１４日及び７日の異なる種類のマイコバクテリア
に対応するものである。この場合にも、これらのＴＴＤ
値は、ｎ＝１、即ち、図４の一つの横列及び一つの縦列
に対応する。
【００２９】図４から理解されるように、通常のＴＴＤ
値は、標本容器を多数のサブユニットに分割することで
著しく小さくすることができる。細菌の場合と同様に、
ＴＴＤの値が大きい場合に、時間の短縮は、より顕著で
ある。一般的な値である３５日のＴＴＤは、横列４０及
び縦列４０の標本容器を使用すれば、１６日に短縮され
る。換言すれば、このＴＴＤは１９日間短縮される。こ
の時間の短縮は、一般的な値である７日のＴＴＤの場
合、４日となる。
値は、標本容器を多数のサブユニットに分割することで
著しく小さくすることができる。細菌の場合と同様に、
ＴＴＤの値が大きい場合に、時間の短縮は、より顕著で
ある。一般的な値である３５日のＴＴＤは、横列４０及
び縦列４０の標本容器を使用すれば、１６日に短縮され
る。換言すれば、このＴＴＤは１９日間短縮される。こ
の時間の短縮は、一般的な値である７日のＴＴＤの場
合、４日となる。
【００３０】図５には、マイコバクテリアに対する本発
明の標本容器の第二の有利な点、即ち、検出に必要とさ
れる微生物の数が少なくて済むことが示してある。図５
には、一般的な数であるＫmiｎ＝１０６を１０５、更に
は、１０４までも短縮し得る場合、予想されるＴＴＤに
対する効果の曲線が示されている。
明の標本容器の第二の有利な点、即ち、検出に必要とさ
れる微生物の数が少なくて済むことが示してある。図５
には、一般的な数であるＫmiｎ＝１０６を１０５、更に
は、１０４までも短縮し得る場合、予想されるＴＴＤに
対する効果の曲線が示されている。
【００３１】図６には、標本を４０×４０のサブユニッ
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとによる複合的な効果が示してある。図６から
理解されるように、一般的な値である３５日のＴＴＤ
は、５日に短縮され、これは、３０日の短縮に相当す
る。一般的な値である７日のＴＴＤは、１日に短縮する
ことができる。図４、図５及び図６においても、ＴＴＤ
の計算値が示してあり、実際の短縮時間は、その計算値
以下となる可能性があることを強調する必要がある。
トに分割することと、必要とされる微生物の数を少なく
することとによる複合的な効果が示してある。図６から
理解されるように、一般的な値である３５日のＴＴＤ
は、５日に短縮され、これは、３０日の短縮に相当す
る。一般的な値である７日のＴＴＤは、１日に短縮する
ことができる。図４、図５及び図６においても、ＴＴＤ
の計算値が示してあり、実際の短縮時間は、その計算値
以下となる可能性があることを強調する必要がある。
【００３２】図７は、図６に対応するが、１０×１０の
サブユニットのみを有する二次元的標本容器に対するＴ
ＴＤの予想短縮時間が示してある。このように横列の数
が少ないときであっても、典型的な３５日のＴＴＤは、
僅か１２日に短縮することができる。
サブユニットのみを有する二次元的標本容器に対するＴ
ＴＤの予想短縮時間が示してある。このように横列の数
が少ないときであっても、典型的な３５日のＴＴＤは、
僅か１２日に短縮することができる。
【００３３】本発明の原理及び概念を具体化する標本容
器１の断面図が図８に示してある。弾性的なブロック３
を有する光学的に透明な容器２内に標本及び培養基が導
入される。ブロック３は、容器２内にきちっと嵌まり、
また、該ブロックは、複数の貫通穴５を有し、この貫通
穴５は、内壁４により仕切られ、また、規則的なパター
ンで配置されている。ブロック３は、ゴム、柔軟なプラ
スチック、又はその他の弾性材料で製造することができ
る。
器１の断面図が図８に示してある。弾性的なブロック３
を有する光学的に透明な容器２内に標本及び培養基が導
入される。ブロック３は、容器２内にきちっと嵌まり、
また、該ブロックは、複数の貫通穴５を有し、この貫通
穴５は、内壁４により仕切られ、また、規則的なパター
ンで配置されている。ブロック３は、ゴム、柔軟なプラ
スチック、又はその他の弾性材料で製造することができ
る。
【００３４】ゴム状の隔壁７を有するカバー板６は、容
器２の内部と外部環境との間で気体の交換が行われない
ような方法でブロック３の頂部に押し込まれる。ブロッ
ク３の下面２０と容器２の底面８との間に、狭い空隙１
５が残る程度に、ブロック３を容器２内に押し込む。カ
バー板６の下面とブロック３の上面３０との間に狭い空
隙２５が残る程度に、カバー板６をブロック３内に押し
込む。密封された容器２には、大気圧以下の圧力レベル
を有する培養気体が充填され且つ滅菌処理される。
器２の内部と外部環境との間で気体の交換が行われない
ような方法でブロック３の頂部に押し込まれる。ブロッ
ク３の下面２０と容器２の底面８との間に、狭い空隙１
５が残る程度に、ブロック３を容器２内に押し込む。カ
バー板６の下面とブロック３の上面３０との間に狭い空
隙２５が残る程度に、カバー板６をブロック３内に押し
込む。密封された容器２には、大気圧以下の圧力レベル
を有する培養気体が充填され且つ滅菌処理される。
【００３５】図９には、培養基及び／又は微生物の標本
と共に保温される過程中の容器２が示してある。この保
温は、ゴム製隔壁７を穿刺する注射器１０を使用して行
われる。この保温過程中、容器２は、水平位置に保持さ
れ、また、上述の空隙１５、２５が存在するため、培養
基と標本との混合体は、容器２の内側底面８の上に均一
に分配される。
と共に保温される過程中の容器２が示してある。この保
温は、ゴム製隔壁７を穿刺する注射器１０を使用して行
われる。この保温過程中、容器２は、水平位置に保持さ
れ、また、上述の空隙１５、２５が存在するため、培養
基と標本との混合体は、容器２の内側底面８の上に均一
に分配される。
【００３６】本発明によれば、次に、微生物の標本を保
温した後に、カバー板６に外力が加えられる。この外力
のため、カバー板６は、ブロック３の上面３０に向けて
移動し、また、ブロック３は、容器２の内側底面８に向
けて移動する。その結果、液体標本がブロック３の貫通
穴５内に押し込まれ、それ自体の頂部スペースを有す
る、分離した、部分標本が複数、形成される。図１０に
は、外力を加えた後の標本容器１が示してあり、カバー
板６及びブロック３は、半剛性のフレーム１１と、一又
は二以上のクリップ１２とを有する簡単な係止機構によ
り所定位置に保持される。
温した後に、カバー板６に外力が加えられる。この外力
のため、カバー板６は、ブロック３の上面３０に向けて
移動し、また、ブロック３は、容器２の内側底面８に向
けて移動する。その結果、液体標本がブロック３の貫通
穴５内に押し込まれ、それ自体の頂部スペースを有す
る、分離した、部分標本が複数、形成される。図１０に
は、外力を加えた後の標本容器１が示してあり、カバー
板６及びブロック３は、半剛性のフレーム１１と、一又
は二以上のクリップ１２とを有する簡単な係止機構によ
り所定位置に保持される。
【００３７】図１１の１１Ａには、容器１０２の内側底
面１０８上に均一に配置された蛍光化学センサ１１３を
備える標本容器１００が示してある。微生物の成長の有
無について標本容器１００を検査するため、容器１０２
の底面１０８を励起光で照射し且つＣＣＤカメラで監視
する。
面１０８上に均一に配置された蛍光化学センサ１１３を
備える標本容器１００が示してある。微生物の成長の有
無について標本容器１００を検査するため、容器１０２
の底面１０８を励起光で照射し且つＣＣＤカメラで監視
する。
【００３８】図１１の１１Ｂには、ＣＣＤカメラで見た
ときの培養された標本容器１００の底面図が図示されて
いる。部分標本１０５の規則的なパターンは、その隣り
の標本に対して強度の増した蛍光を放出する三つの標本
１１０、１１１、１１２が示してある。これら三つの部
分標本１１０、１１１、１１２には、微生物が存在して
いる。その他の部分標本の全ては、微生物を含まず、
「基準標本」として機能し、これらの基準標本は、器具
及び標本の老化に起因する全ての人為的な欠点を示す。
例えば、いわゆる「血液バックグラウンド効果」、及び
蛍光化学センサにおける製造に伴うロット間の変動の効
果を示す。本発明による装置において、蛍光の強度の空
間的な差だけで細菌の成長状態を示すということから、
人為的な欠点の全てが解消され、著しく改善された蛍光
強度の分解能が実際的なものとなる。これらの結果か
ら、ＴＴＤの第二の短縮化が可能となる。
ときの培養された標本容器１００の底面図が図示されて
いる。部分標本１０５の規則的なパターンは、その隣り
の標本に対して強度の増した蛍光を放出する三つの標本
１１０、１１１、１１２が示してある。これら三つの部
分標本１１０、１１１、１１２には、微生物が存在して
いる。その他の部分標本の全ては、微生物を含まず、
「基準標本」として機能し、これらの基準標本は、器具
及び標本の老化に起因する全ての人為的な欠点を示す。
例えば、いわゆる「血液バックグラウンド効果」、及び
蛍光化学センサにおける製造に伴うロット間の変動の効
果を示す。本発明による装置において、蛍光の強度の空
間的な差だけで細菌の成長状態を示すということから、
人為的な欠点の全てが解消され、著しく改善された蛍光
強度の分解能が実際的なものとなる。これらの結果か
ら、ＴＴＤの第二の短縮化が可能となる。
【００３９】本発明による標本容器は、蛍光化学センサ
の使用にのみ限定されるものではない。図１２の１２Ａ
には、細菌の存在の有無について多数の部分血液標本を
検査するために光子散乱移動法（ｓｃａｔｔｅｒｅｄ
ｐｈｏｔｏｎ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）を使用する一つの
例が示してある。この場合、標本容器２００はセンサを
備えていない。カバー板２０６は光学的に透明であり、
また、容器２００は、赤色スペクトル帯域の光により上
方から照射されている。図１２の１２Ｂには、ＣＣＤカ
メラで見たときの培養された標本容器２００の底面図が
図示されている。部分標本の規則的なパターンは、その
隣りの標本に対して強度が低下した赤色光を放出する三
つの標本２１０、２１１、２１２を示す。これらの三つ
の部分標本には、微生物が存在している。
の使用にのみ限定されるものではない。図１２の１２Ａ
には、細菌の存在の有無について多数の部分血液標本を
検査するために光子散乱移動法（ｓｃａｔｔｅｒｅｄ
ｐｈｏｔｏｎ ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）を使用する一つの
例が示してある。この場合、標本容器２００はセンサを
備えていない。カバー板２０６は光学的に透明であり、
また、容器２００は、赤色スペクトル帯域の光により上
方から照射されている。図１２の１２Ｂには、ＣＣＤカ
メラで見たときの培養された標本容器２００の底面図が
図示されている。部分標本の規則的なパターンは、その
隣りの標本に対して強度が低下した赤色光を放出する三
つの標本２１０、２１１、２１２を示す。これらの三つ
の部分標本には、微生物が存在している。
【００４０】列の中心における第四の暗スポット２１５
は、カバー板２０６に不透明なゴム製隔壁２０７が存在
することに起因する。この中央スポットは、光子散乱移
動法を作用する型式の全ての標本容器に存在する。部分
標本の二次元的列内におけるこのスポットの位置は、適
正に設定されており、このため、適当なソフトウェア手
段を適用することにより、分析過程からこのスポットを
除去することが可能である。
は、カバー板２０６に不透明なゴム製隔壁２０７が存在
することに起因する。この中央スポットは、光子散乱移
動法を作用する型式の全ての標本容器に存在する。部分
標本の二次元的列内におけるこのスポットの位置は、適
正に設定されており、このため、適当なソフトウェア手
段を適用することにより、分析過程からこのスポットを
除去することが可能である。
【００４１】本発明による標本容器は、部分的な「基準
標本」が多数、使用されるため、器具、センサ及び標本
に関連する人為的欠点の略全てを補正することが可能で
あることを強調する必要がある。かかる人為的欠点の一
例として、標本容器の装填及び取り出しのための扉の開
放について説明する。
標本」が多数、使用されるため、器具、センサ及び標本
に関連する人為的欠点の略全てを補正することが可能で
あることを強調する必要がある。かかる人為的欠点の一
例として、標本容器の装填及び取り出しのための扉の開
放について説明する。
【００４２】一般的な血液培養及びＴＢ器具において、
扉が開放することは、重大な問題を生じさせる。扉が開
放する結果、内部から暖気が逃げ出し、その結果、器具
内部で大きな温度変化が生じる。一方、この大きな温度
変化は、標本容器に作用し、標本容器内部の化学的セン
サに多少なりとも顕著な温度変化を生じさせる。
扉が開放することは、重大な問題を生じさせる。扉が開
放する結果、内部から暖気が逃げ出し、その結果、器具
内部で大きな温度変化が生じる。一方、この大きな温度
変化は、標本容器に作用し、標本容器内部の化学的セン
サに多少なりとも顕著な温度変化を生じさせる。
【００４３】殆どのセンサは、温度変化に応答して、そ
の出力信号が変化する。このため、扉が開放している
間、及びその扉が開放した後の特定の時間、器具の全体
がデータを取得する過程を中断する必要がある。この時
間間隔は、特定の器具及びセンサの型式に対応して３０
分乃至１時間、程度である。データの取得過程を中断す
ると、微生物の存在の有無を検査する感知性の、検知ア
ルゴリズムを適用することが困難となる。全体として、
ＴＴＤは大きくなり、微生物の存在の有無を検出すると
きの誤差が増大する。
の出力信号が変化する。このため、扉が開放している
間、及びその扉が開放した後の特定の時間、器具の全体
がデータを取得する過程を中断する必要がある。この時
間間隔は、特定の器具及びセンサの型式に対応して３０
分乃至１時間、程度である。データの取得過程を中断す
ると、微生物の存在の有無を検査する感知性の、検知ア
ルゴリズムを適用することが困難となる。全体として、
ＴＴＤは大きくなり、微生物の存在の有無を検出すると
きの誤差が増大する。
【００４４】一般的な器具と異なり、扉が開放しても、
本発明の器具には何ら影響はない。また、扉の開放は、
本発明による標本容器に多少なりとも顕著な温度変化を
生じさせるが、その結果、部分標本の全体的な列に亙っ
て多少なりとも均一な温度変化を生じさせる。部分的な
「標準標本」が存在するため、均一な温度変化は補正さ
れ、この場合、部分センサは、微生物が成長するサブユ
ニットにて部分センサが行うのと同一の方法にて温度変
化に応答するから、何ら問題は生じない。
本発明の器具には何ら影響はない。また、扉の開放は、
本発明による標本容器に多少なりとも顕著な温度変化を
生じさせるが、その結果、部分標本の全体的な列に亙っ
て多少なりとも均一な温度変化を生じさせる。部分的な
「標準標本」が存在するため、均一な温度変化は補正さ
れ、この場合、部分センサは、微生物が成長するサブユ
ニットにて部分センサが行うのと同一の方法にて温度変
化に応答するから、何ら問題は生じない。
【００４５】全ての不均一な温度変化は、常に低い「空
間的周波数」を示す、即ち、部分標本の列における空間
的な温度分布は、距離と共にゆっくりと変化する。これ
と異なり、絶縁された部分標本における微生物の成長
は、常に、高い「空間的周波数」を発生させる、即ち、
一つのサブユニットと次のサブユニットとではセンサ信
号は異なる。このため、温度に関連する人為的な欠点
は、電子像処理の分野において周知の空間的周波数フィ
ルタの方法を適用することにより、解消することができ
る。換言すれば、ＣＣＤカメラにより発生された像を調
べる。その空間的標本の直径の程度、特定の距離に亙っ
て生ずる強度の変化の有無を調べる。より長い距離に亙
って生ずるセンサ信号の変化は、排除される。このよう
にして、センサ信号の極めて高い分解能が可能となり、
その結果、ＴＴＤが短縮化される。同様の考慮事項は、
上述の全ての他の人為的な欠点に当て嵌まる。
間的周波数」を示す、即ち、部分標本の列における空間
的な温度分布は、距離と共にゆっくりと変化する。これ
と異なり、絶縁された部分標本における微生物の成長
は、常に、高い「空間的周波数」を発生させる、即ち、
一つのサブユニットと次のサブユニットとではセンサ信
号は異なる。このため、温度に関連する人為的な欠点
は、電子像処理の分野において周知の空間的周波数フィ
ルタの方法を適用することにより、解消することができ
る。換言すれば、ＣＣＤカメラにより発生された像を調
べる。その空間的標本の直径の程度、特定の距離に亙っ
て生ずる強度の変化の有無を調べる。より長い距離に亙
って生ずるセンサ信号の変化は、排除される。このよう
にして、センサ信号の極めて高い分解能が可能となり、
その結果、ＴＴＤが短縮化される。同様の考慮事項は、
上述の全ての他の人為的な欠点に当て嵌まる。
【００４６】図１３には、本発明による微生物を検出す
る装置３００の概略図が示してある。蛍光化学センサ１
１３を備える標本容器１００は、極めて散乱性の内面３
２０を有する包囲体３１４上に水平に位置する状態で示
してある。容器１００内の蛍光センサ１１３は、励起光
源３１５の列により励起光で照射され、励起光フィルタ
３１６が光源３１５とセンサ１１３との間に配置されて
いる。極めて散乱性の内面３２０が存在するため、セン
サ１１３は、略均一に分布した強度の励起光を受け取
る。
る装置３００の概略図が示してある。蛍光化学センサ１
１３を備える標本容器１００は、極めて散乱性の内面３
２０を有する包囲体３１４上に水平に位置する状態で示
してある。容器１００内の蛍光センサ１１３は、励起光
源３１５の列により励起光で照射され、励起光フィルタ
３１６が光源３１５とセンサ１１３との間に配置されて
いる。極めて散乱性の内面３２０が存在するため、セン
サ１１３は、略均一に分布した強度の励起光を受け取
る。
【００４７】部分センサ列を備える、センサ１１３によ
りカバーされる領域の全体は、光学系３１７により増幅
ＣＣＤカメラ３１９上に結像される。光学系３１７とＣ
ＣＤカメラ３１９との間には、放出光フィルタ３１８が
配置されている。増幅ＣＣＤカメラ３１９は、通常のＣ
ＣＤカメラと、好ましくは、ＣＣＤターゲットにファイ
バで結合された像増幅装置とから成っている。ＣＣＤカ
メラの光電子検出感度は、像増幅装置により著しく向上
し、その結果、信号対雑音比が改善されて、蛍光強度の
分解能を極めて大きくすることが可能となる。
りカバーされる領域の全体は、光学系３１７により増幅
ＣＣＤカメラ３１９上に結像される。光学系３１７とＣ
ＣＤカメラ３１９との間には、放出光フィルタ３１８が
配置されている。増幅ＣＣＤカメラ３１９は、通常のＣ
ＣＤカメラと、好ましくは、ＣＣＤターゲットにファイ
バで結合された像増幅装置とから成っている。ＣＣＤカ
メラの光電子検出感度は、像増幅装置により著しく向上
し、その結果、信号対雑音比が改善されて、蛍光強度の
分解能を極めて大きくすることが可能となる。
【００４８】本発明によれば、部分標本の全ては、空間
的列状に配置され、この配置は、直線状、円形、矩形、
六角形とし、または、統計学的に分布させ、或いはその
他の形態としてもよい。全ての部分標本のセンサ信号
は、視覚的に、または器具によって互いに比較され、一
又は二以上の部分標本における微生物の成長により、セ
ンサ信号は、微生物を含まない部分標本に関して変化す
る。少なくとも一つの部分標本がその隣りの標本により
発生された信号と異なるセンサ信号を発生させるなら
ば、標本全体を陽性とみなすことができる。このように
して、センサ信号対時間の測定値は、センサ信号対距離
の測定値に変換される。
的列状に配置され、この配置は、直線状、円形、矩形、
六角形とし、または、統計学的に分布させ、或いはその
他の形態としてもよい。全ての部分標本のセンサ信号
は、視覚的に、または器具によって互いに比較され、一
又は二以上の部分標本における微生物の成長により、セ
ンサ信号は、微生物を含まない部分標本に関して変化す
る。少なくとも一つの部分標本がその隣りの標本により
発生された信号と異なるセンサ信号を発生させるなら
ば、標本全体を陽性とみなすことができる。このように
して、センサ信号対時間の測定値は、センサ信号対距離
の測定値に変換される。
【００４９】本発明による装置において、規則的な時間
間隔にてセンサ信号対距離の測定を行う必要はない。こ
のため、陽性であるか否かを確認するため、いわゆる
「遅れた」標本をチェックすることが遥かに容易とな
る、実際には、血液培養器具に到着する前に陽性となる
標本は、任意の時点にて読み取ることのできる強度対距
離の恒久的なパターンを発生させる。
間隔にてセンサ信号対距離の測定を行う必要はない。こ
のため、陽性であるか否かを確認するため、いわゆる
「遅れた」標本をチェックすることが遥かに容易とな
る、実際には、血液培養器具に到着する前に陽性となる
標本は、任意の時点にて読み取ることのできる強度対距
離の恒久的なパターンを発生させる。
【００５０】本発明の着想は、蛍光、吸収、色度測定、
又は光子散乱移動法を利用する化学センサにのみ限定さ
れない。標本の全体を部分標本に分割する着想は、微生
物のその他の感知原理を利用するならば適用が可能であ
る。この場合、部分標本の数は、その標本全体に予想さ
れる微生物の数よりも多くする。また、部分標本のセン
サ信号を互いに比較する。例えば、部分標本の全てに
は、一対の電極を設け、また、インピーダンスを監視す
ることも可能である。公知のインピーダンス監視装置に
おいて、電極の分極及び温度変化といった人為的な欠点
は検出上の重大な問題点を生じさせ、このことは、イン
ピーダンス監視による方法が広く普及しない理由の一つ
である。
又は光子散乱移動法を利用する化学センサにのみ限定さ
れない。標本の全体を部分標本に分割する着想は、微生
物のその他の感知原理を利用するならば適用が可能であ
る。この場合、部分標本の数は、その標本全体に予想さ
れる微生物の数よりも多くする。また、部分標本のセン
サ信号を互いに比較する。例えば、部分標本の全てに
は、一対の電極を設け、また、インピーダンスを監視す
ることも可能である。公知のインピーダンス監視装置に
おいて、電極の分極及び温度変化といった人為的な欠点
は検出上の重大な問題点を生じさせ、このことは、イン
ピーダンス監視による方法が広く普及しない理由の一つ
である。
【００５１】本発明によるインピーダンスの監視装置に
おいて、全ての人為的欠点は、多数の基準セルが存在す
るために解消される。病院における実際の状況におい
て、患者は病気か、又は健康の何れかであるため、従来
のインピーダンス監視方法では、利用可能な基準信号は
ない。本発明による装置において、微生物の数よりも多
い数である多数の部分標本に標本の全体を分割すること
により、十分な数の基準標本が発生される。換言すれ
ば、使用される全ての分布状態にて、部分標本のチャン
バの一部に微生物が存在し、また、微生物が存在しない
標本チャンバもある。
おいて、全ての人為的欠点は、多数の基準セルが存在す
るために解消される。病院における実際の状況におい
て、患者は病気か、又は健康の何れかであるため、従来
のインピーダンス監視方法では、利用可能な基準信号は
ない。本発明による装置において、微生物の数よりも多
い数である多数の部分標本に標本の全体を分割すること
により、十分な数の基準標本が発生される。換言すれ
ば、使用される全ての分布状態にて、部分標本のチャン
バの一部に微生物が存在し、また、微生物が存在しない
標本チャンバもある。
【００５２】また、各部分標本には、少なくとも二つの
異なる検出手段を設けることも可能であり、この検出手
段は、異なるセンサデータの分析による検出に加えて、
微生物の識別を実施可能にする。各微生物種が異なる信
号対時間のパターンを発生させることが確認されてい
る。このため、少なくとも二つの異なる検出手段を介し
て取得されるパターンを基準データと比較することによ
り、陽性の部分標本について微生物を識別することがで
きる。かかる基準データは、公知の微生物を「播種した
培養物」内で保温し、また、信号対時間パターンを記録
することにより形成することができる。
異なる検出手段を設けることも可能であり、この検出手
段は、異なるセンサデータの分析による検出に加えて、
微生物の識別を実施可能にする。各微生物種が異なる信
号対時間のパターンを発生させることが確認されてい
る。このため、少なくとも二つの異なる検出手段を介し
て取得されるパターンを基準データと比較することによ
り、陽性の部分標本について微生物を識別することがで
きる。かかる基準データは、公知の微生物を「播種した
培養物」内で保温し、また、信号対時間パターンを記録
することにより形成することができる。
【００５３】図１４には、標本の容積が小さいため、Ｔ
ＴＤが短縮する状態を明らかにする実験結果が示してあ
る。この場合、容積８６ｍｌの標準型の血液培養バイア
ル、及び容積が僅か１ｍｌの遥かに小さいバイアルにお
いて、等しい数の微生物を保温した。この図面から理解
されるように、ＴＴＤは、標準型バイアルの約３５時間
からより小さいバイアルにおける２５時間に短縮する。
ＴＤが短縮する状態を明らかにする実験結果が示してあ
る。この場合、容積８６ｍｌの標準型の血液培養バイア
ル、及び容積が僅か１ｍｌの遥かに小さいバイアルにお
いて、等しい数の微生物を保温した。この図面から理解
されるように、ＴＴＤは、標準型バイアルの約３５時間
からより小さいバイアルにおける２５時間に短縮する。
【００５４】図１５には、二つの部分標本のセンサ信号
を比較することにより、ＴＴＤの短縮化を明らかにする
実験結果が示してある。この場合、図１４からの陽性の
部分標本は、容積１ｍｌの陰性の部分標本と比較され
る。約１２時間後、二つのセンサ信号の間に明確な相違
が生ずる。換言すれば、標準型バイアルの初期のＴＴＤ
である３５時間は、１２時間に短縮化される。Ｖ0＝８
６ｍｌ、Ｖ＝１ｍｌのとき、等式（４）からＮ＝８６と
なり、等式（６）は、横列の有効数についてｎ＝８６
1/2＝９．３となる。図１を参照すると、容積を分割す
ると、３５時間のＴＴＤは約２４時間に短縮すると考え
られる。最後に、図２には、センサ信号の高分解能のた
め、２４時間のＴＴＤが約１５．８時間に短縮されるこ
とが示してある。このため、ＴＴＤが短縮した観察結果
は、計算値と極めて良好に一致する。
を比較することにより、ＴＴＤの短縮化を明らかにする
実験結果が示してある。この場合、図１４からの陽性の
部分標本は、容積１ｍｌの陰性の部分標本と比較され
る。約１２時間後、二つのセンサ信号の間に明確な相違
が生ずる。換言すれば、標準型バイアルの初期のＴＴＤ
である３５時間は、１２時間に短縮化される。Ｖ0＝８
６ｍｌ、Ｖ＝１ｍｌのとき、等式（４）からＮ＝８６と
なり、等式（６）は、横列の有効数についてｎ＝８６
1/2＝９．３となる。図１を参照すると、容積を分割す
ると、３５時間のＴＴＤは約２４時間に短縮すると考え
られる。最後に、図２には、センサ信号の高分解能のた
め、２４時間のＴＴＤが約１５．８時間に短縮されるこ
とが示してある。このため、ＴＴＤが短縮した観察結果
は、計算値と極めて良好に一致する。
【００５５】一又は複数の部分標本が陽性となった後、
微生物の耐感染性の試験のような検出後の連続的な手順
を行うため、標本材料を抽出する必要がある。標本の抽
出は、図８、図１０、図１１及び図１２に図示した実施
例におけるカバー板６を改造することによりより容易に
なる。図１６に図示した実施例４００において、カバー
板は、二層の装置である。下方層４５０は、弾性又は柔
軟材料で出来ている一方、上方層４５１は、形態が安定
的な材料で出来ており、その両方の層は、自己接着性材
料により共に接続されている。上方層４５１は、安定部
材として機能し、該上方層は、ブロック４０３の貫通穴
の各々に対応する一つの小さい開口部を有する。これに
より、部分標本の各々に注射器を挿入することが可能と
なる。
微生物の耐感染性の試験のような検出後の連続的な手順
を行うため、標本材料を抽出する必要がある。標本の抽
出は、図８、図１０、図１１及び図１２に図示した実施
例におけるカバー板６を改造することによりより容易に
なる。図１６に図示した実施例４００において、カバー
板は、二層の装置である。下方層４５０は、弾性又は柔
軟材料で出来ている一方、上方層４５１は、形態が安定
的な材料で出来ており、その両方の層は、自己接着性材
料により共に接続されている。上方層４５１は、安定部
材として機能し、該上方層は、ブロック４０３の貫通穴
の各々に対応する一つの小さい開口部を有する。これに
より、部分標本の各々に注射器を挿入することが可能と
なる。
【００５６】図１６に図示した標本容器４００におい
て、光学的に透明な容器４０２は形態安定性のあるプラ
スチック材料で製造されている。蛍光化学センサ４１３
が内側底部に配置されており、また、上方層４５１をそ
の最初の位置に保つ第一の系統のクランプ４５２が容器
に設けられている。
て、光学的に透明な容器４０２は形態安定性のあるプラ
スチック材料で製造されている。蛍光化学センサ４１３
が内側底部に配置されており、また、上方層４５１をそ
の最初の位置に保つ第一の系統のクランプ４５２が容器
に設けられている。
【００５７】図１７には、標本を注入する過程中におけ
る標本容器４００が図示されている一方、図１８には、
標本を注入し、外力を加えて標本を分割した後の同一の
容器が示してある。図１８において、上方層４５１をそ
の最終的な位置に保持する第二のクランプ４５３が示し
てある。多数の蛍光センサがシリコンゴムのような弾性
材料を使用するから、図１８に図示した実施例における
ブロック４０３は可撓性である必要はない。
る標本容器４００が図示されている一方、図１８には、
標本を注入し、外力を加えて標本を分割した後の同一の
容器が示してある。図１８において、上方層４５１をそ
の最終的な位置に保持する第二のクランプ４５３が示し
てある。多数の蛍光センサがシリコンゴムのような弾性
材料を使用するから、図１８に図示した実施例における
ブロック４０３は可撓性である必要はない。
【００５８】以下の表１には、本発明による標本容器及
び装置を使用して得られた予備的な結果が示してある。
この表には、従来の自動血液培養器具で監視した標本に
ついて、また、本発明による標本及び装置における、検
出時間までの観察時間（ＴＴＤ）が時間単位で示してあ
る。 表１ 標本番号 微生物名 ＴＴＤ ＴＴＤ 従来の器具 従来の器具 １ インフルエンザ菌 ２１．３ ＜１２．０ ２ インフルエンザ菌 ２２．０ ＜１２．０ ３ 肺炎連鎖球菌 ２７．７ ＜１２．０ ４ 肺炎連鎖球菌 ２８．１ ＜１２．０ ５ コリネバクテリウム・ジェイケイウム ２７．８ ＜１２．０ （jeikeium） ６ コリネバクテリウム・ジェイケイウム ３０．１ ＜１２．０ ７ クリプトコックス・ネオフォルマンス ５３．６ ＜１７．０ ８ クリプトコックス・ネオフォルマンス ５２．１ ＜１７．０
び装置を使用して得られた予備的な結果が示してある。
この表には、従来の自動血液培養器具で監視した標本に
ついて、また、本発明による標本及び装置における、検
出時間までの観察時間（ＴＴＤ）が時間単位で示してあ
る。 表１ 標本番号 微生物名 ＴＴＤ ＴＴＤ 従来の器具 従来の器具 １ インフルエンザ菌 ２１．３ ＜１２．０ ２ インフルエンザ菌 ２２．０ ＜１２．０ ３ 肺炎連鎖球菌 ２７．７ ＜１２．０ ４ 肺炎連鎖球菌 ２８．１ ＜１２．０ ５ コリネバクテリウム・ジェイケイウム ２７．８ ＜１２．０ （jeikeium） ６ コリネバクテリウム・ジェイケイウム ３０．１ ＜１２．０ ７ クリプトコックス・ネオフォルマンス ５３．６ ＜１７．０ ８ クリプトコックス・ネオフォルマンス ５２．１ ＜１７．０
【図１】二次元列の二次元的形態であると仮定した、細
菌の計算ＴＴＤ値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
菌の計算ＴＴＤ値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
【図２】細菌の計算ＴＴＤ値と、検出するのに必要とさ
れる微生物の数とを示すグラフである。
れる微生物の数とを示すグラフである。
【図３】標本を４０×４０の部分標本に分割することに
より得られるＴＴＤ短縮を考慮に入れて、細菌の計算Ｔ
ＴＤ値と、検出するのに必要とされる微生物の数とのグ
ラフである。
より得られるＴＴＤ短縮を考慮に入れて、細菌の計算Ｔ
ＴＤ値と、検出するのに必要とされる微生物の数とのグ
ラフである。
【図４】二次元列の二次元的形態であると仮定した、細
菌の計算ＴＴＤ値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
菌の計算ＴＴＤ値と部分標本の横列の数とを示すグラフ
である。
【図５】細菌の計算ＴＴＤ値と検出するのに必要とされ
る微生物の数とを示すグラフである。
る微生物の数とを示すグラフである。
【図６】標本を４０×４０の部分標本に分割することに
より得られるＴＴＤ短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算ＴＴＤ値と、検出するのに必要とされる微生
物の数とのグラフである。
より得られるＴＴＤ短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算ＴＴＤ値と、検出するのに必要とされる微生
物の数とのグラフである。
【図７】標本を１０×１０の部分標本に分割することに
より得られるＴＴＤ短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算ＴＴＤ値と検出するのに必要とされる微生物
の数とのグラフである。
より得られるＴＴＤ短縮を考慮に入れて、マイコバクテ
リアの計算ＴＴＤ値と検出するのに必要とされる微生物
の数とのグラフである。
【図８】本発明による空の標本容器の断面図である。
【図９】標本を注入する過程中の標本容器の断面図であ
る。
る。
【図１０】標本を注入し且つ標本を分割するために外力
を加えた後の標本容器の断面図である。
を加えた後の標本容器の断面図である。
【図１１】１１Ａは、蛍光化学センサを有する空の標本
容器の断面図である。１１Ｂは、接種し且つ保温した後
の図１１Ａに図示した容器の底面図である。
容器の断面図である。１１Ｂは、接種し且つ保温した後
の図１１Ａに図示した容器の底面図である。
【図１２】１２Ａは、散乱光子移動法に適合する型式と
した空の標本容器の断面図である。１２Ｂは、接種し且
つ保温した後の図１２Ａに図示した容器の底面図であ
る。
した空の標本容器の断面図である。１２Ｂは、接種し且
つ保温した後の図１２Ａに図示した容器の底面図であ
る。
【図１３】本発明による微生物を検出する装置の図であ
る。
る。
【図１４】容積が小さいため、ＴＴＤが短縮された実験
結果を示すグラフである。
結果を示すグラフである。
【図１５】二つの部分標本のセンサ信号を比較すること
により、ＴＴＤが短縮されたことを示す実験結果を示す
グラフである。
により、ＴＴＤが短縮されたことを示す実験結果を示す
グラフである。
【図１６】本発明による標本容器の一つの代替的な実施
例の断面図である。
例の断面図である。
【図１７】標本を注入する過程中の代替的な標本容器の
断面図である。
断面図である。
【図１８】標本を注入し且つ標本を分割するために外力
を加えた後の標本容器の断面図である。
を加えた後の標本容器の断面図である。
１ 標本容器 ２ 透明な容器 ３ ブロック ４ ブロックの内壁 ５ 貫通穴 ６ カバー板 ７ 隔壁 ８ 透明な容器の底
面 １０ 注射器 １１ フレーム １２ クリップ １５ 空隙 ２０ ブロックの下面 ２５ 空隙 ３０ ブロックの上面 １００ 培養標本容器 １０２ 容器 １０５ 部分標本 １０８ 容器の内側
底面 １１０、１１１、１１２ 蛍光標本 １１３ 蛍光化学センサ
面 １０ 注射器 １１ フレーム １２ クリップ １５ 空隙 ２０ ブロックの下面 ２５ 空隙 ３０ ブロックの上面 １００ 培養標本容器 １０２ 容器 １０５ 部分標本 １０８ 容器の内側
底面 １１０、１１１、１１２ 蛍光標本 １１３ 蛍光化学センサ
Claims (10)
- 【請求項１】 標本容器にして、標本及び培養基を保持
する光学的に透明な容器と、 該光学的に透明な容器内にあるブロックであって、複数
の内壁により仕切られ且つあるパターンにて配列された
複数の貫通穴を有する前記ブロックと、 前記容器の前記内部と前記容器の前記外部との間に気体
の交換が行われないように前記ブロック内に押し込まれ
るゴム状隔壁を有するカバー板とを備え、 前記ブロックの前記下側面と前記光学的に透明な容器の
前記内底面との間に空隙が形成される位置まで前記ブロ
ックが前記光学的に透明な容器内に押し込まれ、 前記カバー板と前記ブロックの前記上側面との間に空隙
が形成される位置まで前記カバー板が前記ブロック内に
押し込まれ、 大気圧以下の圧力レベルを有する滅菌処理した培養気体
を備えることを特徴とする標本容器。 - 【請求項２】 請求項１に記載の標本容器にして、前記
ブロックが弾性材料で出来ていることを特徴とする標本
容器。 - 【請求項３】 請求項１に記載の標本容器にして、前記
ブロックが形態安定性のある材料で出来ていることを特
徴とする標本容器。 - 【請求項４】 請求項１に記載の標本容器にして、前記
光学的に透明な容器の内底面上に均一に配置されたセン
サを更に備え、 該センサが、励起光により照射され且つＣＣＤカメラで
監視したとき、微生物の成長の有無について、前記標本
容器を検査することを特徴とする標本容器。 - 【請求項５】 請求項１に記載の標本容器にして、前記
カバー板が光学的に透明であり、前記透明な容器が赤色
スペクトル帯域の光で上方から照射され、 前記光学的に透明な容器の底部に設けられたＣＣＤカメ
ラを使用して、その隣接する標本に対する赤色光の強度
が低下した状態を示す部分標本のパターンを識別し、こ
れにより、微生物が存在することを表示することを特徴
とする標本容器。 - 【請求項６】 請求項４に記載の標本容器にして、前記
センサが蛍光に基づいて作用することを特徴とする標本
容器。 - 【請求項７】 請求項４に記載の標本容器にして、前記
センサが光の吸収に基づいて作用することを特徴とする
標本容器。 - 【請求項８】 請求項４に記載の標本容器にして、前記
センサがカラー像に基づいて作用することを特徴とする
標本容器。 - 【請求項９】 請求項４に記載の標本容器にして、前記
センサが散乱光に基づいて作用することを特徴とする標
本容器。 - 【請求項１０】 請求項１に記載の標本容器にして、前
記部分標本の各々が、該部分標本のインピーダンスを監
視することのできる一対の電極を備えることを特徴とす
る標本容器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US495772 | 1995-06-27 | ||
| US08/495,772 US5891739A (en) | 1995-06-27 | 1995-06-27 | Multiple sample container |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0923875A true JPH0923875A (ja) | 1997-01-28 |
| JP2803811B2 JP2803811B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=23969942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8167814A Expired - Lifetime JP2803811B2 (ja) | 1995-06-27 | 1996-06-27 | 標本容器 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5891739A (ja) |
| EP (1) | EP0751216B1 (ja) |
| JP (1) | JP2803811B2 (ja) |
| AU (1) | AU706915B2 (ja) |
| BR (1) | BR9602888A (ja) |
| CA (1) | CA2179365C (ja) |
| DE (1) | DE69616434T2 (ja) |
| SG (1) | SG63656A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013151204A1 (ko) * | 2012-04-04 | 2013-10-10 | 글로벌광통신(주) | 미생물 검출장치 |
| JP2013253962A (ja) * | 2012-02-10 | 2013-12-19 | Micro Blood Science Co Ltd | 電気インピーダンスを用いた食物細菌の検出方法及び装置 |
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| US6756202B2 (en) * | 2001-04-30 | 2004-06-29 | Agilent Technologies, Inc. | Reading multi-featured arrays |
| US20050232818A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-10-20 | Donald Sandell | Single sheet seal applicator and cartridge |
| US20060029948A1 (en) * | 2003-09-19 | 2006-02-09 | Gary Lim | Sealing cover and dye compatibility selection |
| US20050112634A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-05-26 | Woudenberg Timothy M. | High density sequence detection methods and apparatus |
| US20060011305A1 (en) * | 2003-09-19 | 2006-01-19 | Donald Sandell | Automated seal applicator |
| US20050226780A1 (en) * | 2003-09-19 | 2005-10-13 | Donald Sandell | Manual seal applicator |
| WO2008002562A2 (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-03 | Applera Corporation | Compressible transparent sealing for open microplates |
| US20090069743A1 (en) * | 2007-09-11 | 2009-03-12 | Baxter International Inc. | Infusion therapy sensor system |
| JP5608555B2 (ja) | 2008-06-26 | 2014-10-15 | 国立大学法人 東京大学 | マイクロチャンバシートおよび細胞の活性計測装置 |
| CN104380090B (zh) | 2012-02-15 | 2018-03-30 | Bd公司 | 电阻抗法细菌检测系统 |
| WO2014039082A1 (en) | 2012-09-04 | 2014-03-13 | Becton, Dickinson And Company | Bacterial pre-concentration and detection technique |
| US20170369826A1 (en) * | 2015-01-06 | 2017-12-28 | Sara DROGUETT BIZET | Apparatus for installing a system such as a lab-on-a-chip for identifying antibiotic susceptibility at the point of care of the patients |
| CN109642897B (zh) * | 2016-08-19 | 2021-12-28 | 贝克顿·迪金森公司 | 用于附接到瓶的适配器组件 |
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|---|---|---|---|---|
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| US4070248A (en) * | 1974-07-30 | 1978-01-24 | Intertechnique | Device for measuring fractionary volumes of liquid samples |
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- 1995-06-27 US US08/495,772 patent/US5891739A/en not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-06-18 CA CA002179365A patent/CA2179365C/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-06-21 AU AU56130/96A patent/AU706915B2/en not_active Ceased
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