(57)【要約】上方に突出する複数のマイクロウェル（４４）を有した概ね平らなベース（１１）を有する微生物検査アレイ（１２）であって、マイクロウェル（４４）は、マイクロチャネル（４２）によって、検査アレイ（１２）のベース（１１）と概ね平行な頂面（１３）に形成され、口を開けた貯蔵部（５０）に接続される。貯蔵部（５０）は、開口部を有していて、接種材料・培地溶液が、貯蔵部から、マイクロチャネル（５１）を通って、真空充填処理を制御するよう適合された通気孔（４８）を有する犠牲蒸発ウェル（４６）へ流入し、引き続いて、複数のマイクロウェル（４４）のそれぞれへ分散される。
2004519235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物の抗生物質感受性検査に適合した検査アレイであって、
概ね平らな側壁及び対向する概ねへこみのある側壁によって隔てられた、対向し平行な頂面及び底面を有し、その下面に、上方に突出した複数のマイクロウェルが、長手方向に平行な単一のマイクロウェルの直線状の並びとして形成された細長形状の本体、
検査アレイの頂面に形成された受け口を開けた溶液貯蔵部、
検査アレイの底面に形成され、底面の開口部分から上方に突出し、マイクロウェルの並びと貯蔵部との間に配置される犠牲蒸発ウェル、
細長い本体の底面に形成され、各マイクロウェルを犠牲蒸発ウェルに接続する口を開けた第一のマイクロチャネル、および
細長い本体の底面に形成され、犠牲蒸発ウェルを溶液貯蔵部に接続する口を開けた第二のマイクロチャネル
を備えた検査アレイ。
【請求項２】
犠牲蒸発ウェルは、検査アレイの頂面に近接する閉じた上部を有し、当該上部には、熱封止可能な通気孔が形成される請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項３】
検査アレイは、概ね半透明な材料で形成され、各マイクロウェルの上面の上中央部及び下中央部は、当該中央部が滑らかな表面仕上げになるように、成形される請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項４】
概ね平らな側壁に形成された保持隆起部を更に備え、当該隆起部は概ね、検査アレイから外側に出っ張る膨らみとして形づくられる請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項５】
上方に突出するマイクロウェルの数は８個で、各マイクロウェルは、０．５〜０．９ｍＬの範囲の量の溶液を収容できる大きさの検査チャンバーを形成する請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項６】
犠牲蒸発ウェルは、０．０２〜０．０４ｍＬの範囲の量の溶液を収容できる大きさにされる請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項７】
頂面及び底面の幅は、約０．３〜０．４インチで、対向する側壁の高さは、約０．２〜０．２５インチであり、検査アレイの長手方向の全長は、約２．５〜３．０インチである請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項８】
マイクロチャネルのおよその幅と深さは、約０．０１０〜０．０２０インチである請求項１に記載の検査アレイ。
【請求項９】
表面仕上げの滑らかさは、ＳＰＩ＃Ａ−１グレード＃３ダイヤモンドバフと同等かより滑らかである請求項３に記載の検査アレイ。
【請求項１０】
保持隆起部の大きさは、検査アレイから外側への出っ張りが、約０．２６〜０．３０ｍｍで、検査アレイの長手方向に沿った長さが、約３〜４ｍｍで、検査アレイの概ね平らな側壁に沿った奥行きが、約０．６〜０．８ｍｍである請求項４に記載の検査アレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微生物学的検査アレイであって、キャリヤーを利用して、様々な機能ステーションの間で当該アレイを搬送する自動分析装置での使用に適したものに関する。より具体的には、本発明は、検査アレイ上の貯蔵部から検査アレイ上の複数のマイクロウェルへの溶液の流れの制御を容易にするための封止（シール）可能な真空ポートと、マイクロウェル内の溶液を完全な状態に保つための犠牲ウェルを有する検査アレイを提供する。
【０００２】
【従来の技術】
患者の診断や治療に関する様々なタイプの検査が、生物試料を分析することによって行うことができる。患者の微生物を含んだ生物試料は、患者の感染体や、体液や、膿瘍から取られ、典型的には、検査パネル又はアレイに入れられ、様々な試薬と混ぜ合わされ、培養され、分析されて、患者の治療に役立てられる。自動生化学分析装置は、医療施設や他の機関のニーズに応えるよう開発され、患者の試料の分析を容易にし、手動操作による分析と比べて、分析結果の精度と信頼性を改善してきた。しかしながら、絶えず変化する細菌種と、新しく発見される抗生物質によって、生化学検査に対する要求が、複雑さの面でも量の面でも高まっている。この要求の高まり、そして、費用の面と医療機関内の床面積の不足、更に、臨床結果をより低コストで提供すべきとの圧力によって、臨床医の最低限の手間で、費用対効果の高い方法を使って動作する高度に自動化されたコンパクトな分析装置内で様々なタイプの生化学検査を同時に行うことが重要になっている。
【０００３】
重要な自動微生物分析装置ファミリーは、感染微生物と、その微生物の増殖を制御するのに効果的な抗生物質との両方を同定する診断ツールとして機能する。これらの検査を行う際、生物試料から分離された微生物の同定と、インビトロ抗菌剤感受性パターンの確認がされる。当該分析装置では、これまで、選択された生化学物質を、異なる増殖媒体又は連続希釈した抗菌剤を含むパネル又はアレイ内の複数の小さな試料検査ウェルに入れていた。微生物の同定（ＩＤ）及びその微生物に対して有効な抗生物質の最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は、アレイ内に作られた試料検査ウェル内の色変化、蛍光変化又は濁り度（濁度）によって決定される。生成される信号パターンを調べることによって、ＭＩＣ及びＩＤ測定、並びに、その後の分析が、コンピュータ制御された微生物分析装置によって実行され、再現性、処理時間の削減、書き写しの誤りの防止、及び、検査室で行われる全検査の標準化の点で、利点をもたらす。
【０００４】
微生物のＩＤ検査においては、接種材料と呼ばれる患者の微生物試料の標準化された希釈溶液が、予め決められた既知の濃度を有する細菌又は細胞懸濁液を提供するため、まず調製される。この接種材料は、複数のマイクロウェルを有する分析検査アレイ又はパネル内に置かれるか、あるいは、接種材料収容ウェルを有し、そこから遠心力によって、ローターの外縁にある複数の検査ウェル又はチャンバーに試料が分配されるキュベット・ローター組立体内へ置かれる。検査ウェルには、基質及び／又は増殖抑制剤からなる同定媒体が入っており、培養後、存在する微生物種に応じて、色の変化や濁度の増加や蛍光発光の変化を示す。例えば、細菌種は、ｐＨの変化や、異なる炭素化合物の利用能力や、検査ウェル内に抗菌剤が存在するなかでの増殖に基づいて同定することができる。細菌代謝の生成物を検出するため、試薬の添加が必要な検査もあれば、それだけでわかるものもある。従来の発色パネルでは、接種材料は、およそ１８〜２４時間インキュベートされて、分析が完了する。あるいは、微生物同定は、増殖に依存しない手段を用いる高速蛍光検査アレイを使って行うことができ、この場合、予め形成した酵素基質が検査ウェル内に入れられ、約２時間インキュベートした後、蛍光基質の加水分解の検出、基質利用に続くｐＨ変化、特定の代謝基質の生成、及び、特定の代謝副産物の生成速度に基づく蛍光生成検査が行われる。いずれの場合でも、インキュベートした後、ある期間にわたって接種材料と試薬の反応の有無を調べ、既知種の反応と比較することによって、微生物の種類を特定することができる。
【０００５】
微生物検査トレイの使用方法や、微生物の抗生物質感受性検査（ＡＳＴ）とも呼ばれるＭＩＣ検査で用いられる手法もよく知られている。ＡＳＴ検査は、基本的に、接種材料と増殖培地（本明細書中では、接種材料・培地溶液と呼ぶ）で満たされたウェルを使い、複数の異なる抗生物質又は抗菌剤の濃度を増加させる培地希釈溶液感受性検査である。異なる抗菌剤は、通常、ミューラー・ヒントン培地（Ｍｕｅｌｌｅｒ−Ｈｉｎｔｏｎ ｂｒｏｔｈ）において、発色パネル内のカルシウムとマグネシウムで希釈されるか、または、オートクレーブ処理された水内で、蛍光生成パネル内の蛍光生成化合物で希釈される。抗菌剤は、臨床的に関心のあるものを含む濃度まで希釈される。培養後、濁度又は蛍光発光は、抗菌剤によって増殖が阻止されたウェル内では、少ないか又は全く存在しない。分析装置は、各検査ウェルの測定値を、閾値と比較する。閾値は、臨床的に意味のある増殖に対応する相対吸光度又は蛍光発光の何パーセントかに対応する固定値である。各抗菌剤のＭＩＣは、目で見える増殖として直接的に、あるいは、蛍光発光の増加として間接的に測定される。
【０００６】
費用対効果が高い自動生化学分析装置を設計する際に考慮しなければならない重大な問題としては、１回の検査に必要な試薬の量、及び、使い捨ての検査パネル、アレイ、又は、ある設計では遠心検査ローターのコストが挙げられる。これらは小さく、量産プラスチック射出成形法を使って製造できるので、自動操作を容易にし、使い捨て検査アレイの費用を最小限にするため、本発明のもののように非常に小さく、ＡＳＴ検査を実行するための複数のマイクロウェルを有する検査アレイを使うのが都合がよい。ＡＳＴ検査アレイは、通常、何らかの配列（アレイ）状に並べられ、固相媒体と検査される試料を含有する液相が関与する前述した生化学反応のための反応容器として機能する、複数の隣接するマイクロウェルからなる。試料の一部は、適当な抗生物質試薬と共に、各マイクロウェル内に入れられる。ＡＳＴ検査は、通常、試料と試薬との間の観測可能な反応が起こるように、検査トレイを、制御された温度で一定時間、インキュベートする必要がある。検査トレイの各マイクロウェルは、所定の時間間隔で、色変化、濁度又は大きさの変化を示していないかが調べられる。
【０００７】
複数のマイクロウェルを必要な接種材料及び／又は試薬で満たすことは、マイクロウェルの大きさが小さくなるにつれて、いっそう困難度が増すいくつかの技術的な問題を生じさせる。これらの問題には、均一に満たせるようにすること、測定を妨げる気泡を発生させないこと、好ましくない蒸発作用を制御すること、測定の妥当性を維持すること等がある。これらの問題に対する取り組みは、他の問題と共になされてきており、それらは、一般に、真空技術を用いて、マイクロウェルと接種材料貯蔵部とをつなぐ複数の相互接続されたマイクロサイズのチャネルを介して、検査アレイ内のマイクロウェルを満たす。
【０００８】
米国特許第５，９３２，１７７号は、一般に生化学分析で使われる検査試料カードであって、多数の同じ大きさの矩形試料ウェルと、カードの表面と裏面の両側に試料液の流れを導く複数の貫通チャネルを使った液体の流れを有するものを提供する。高くした泡トラップが設けられ、カードの位置を検出して位置合わせするための一体型遮断スロットも設けられる。
【０００９】
米国特許第５，９２２，５９３号には、平面の第一の面から突き出る複数の半透明カップと、複数の開口チューブが形成されたシャーシとを有する微生物検査パネルが開示されている。シャーシは、平面の第二の面上に、複数の高くなった通路壁を備え、チューブの底端の開口上に通路を形成する。通路の一端は、通路を通して接種材料を流せるように開口を有する。シャーシは、更に、平面の第二の面から突き出る開口チューブとして形成される空気伝達口を備える。
【００１０】
米国特許第５，７６６，５５３号には、液体入口ポート、第一及び第二の末端領域、並びに、第一及び第二の側面領域を備えた成形検査試料カードが開示されている。複数の増殖又は反応ウェルは、第一及び第二の末端領域と第一及び第二の側面領域の間のカード本体内に置かれる。液体チャネル網が液体入口ポートを前記増殖ウェルへ接続する。成形過程中の材料の流れをよくするため、第一及び第二の末端領域又は第一及び第二の側面領域の少なくともいずれかに中空領域が配置される。
【００１１】
米国特許第５，７４６，９８０号には、液体取り入れ口と試料ウェルが対向する面の間に配置された検査試料カードが開示されている。液体チャネル網が液体取り入れ口を試料ウェルに接続し、泡トラップが、カードの前記第一の面に形成された導管によって試料ウェルの少なくとも１つに接続されている。泡トラップは、カード本体内へ途中まで伸びるくぼみとして形成され、密閉テープで覆われる。
【００１２】
米国特許第５，６７９，３１０号には、ほぼ平らな上面と、円柱形又は円錐台形のウェルの配列（アレイ）を有する、ほぼ剛体の高分子プレートで作られるマイクロタイター・プレートが開示されている。ウェルの底は、不浸透性か浸透性かのいずれかである。ウェルの底が浸透性である実施形態では、浸透性材料を通してウェルから液体を抜き出すため、ウェルの下に真空プレナムが設けられる。
【００１３】
米国特許第５，６０９，８２８号には、取り入れ口と、取り入れ口に接続されて、液体試料を取り入れ口から第一のグループの試料ウェルへ分配する第一の液体流分配チャネルと、液体試料を取り入れ口から第二のグループのウェルへ分配する第二の液体流分配チャネルとを有する試料カードが開示されている。
【００１４】
米国特許第４，７０４，２５５号には、ほぼ矩形のベース・プレートと、ほぼ矩形のトップ・プレートと、４つの側壁とを有する分析カートリッジが開示されている。トップ・プレートは、その上面に複数の反応ウェルを有する。ベース・プレートを貫通するポートによって、ウェル上の圧力に対して、廃棄物貯蔵部内の圧力を下げて、反応の液相をウェルから、フィルターを介して、廃棄物貯蔵部へ引き込むことができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上の説明から、前述した技術的な問題を簡単かつ安価に解決する検査トレイに対するニーズがいまだ存在することがわかる。特に、複雑な充填手順を採用することなく、すべての検査ウェルを簡便にＡＳＴ検査用微生物試料で満たすことができる簡単かつ安価な微生物検査アレイに対するニーズが存在する。更に、光学的検査の際に、検査溶液内の気泡が及ぼす悪影響を最小限に抑えるよう適合された簡単な微生物検査アレイに対するニーズも存在する。また更に、不都合な蒸発作用に対して、マイクロウェルに満たされた検査溶液の完全な状態を維持できる簡単な微生物検査アレイに対するニーズも存在する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記ニーズに応えるため、簡便に試料を充填することができ、ＡＳＴ検査に使用できる、既知量の異なる抗生物質で予め満たされる複数のマイクロウェルを有する微生物検査アレイを提供する。本発明の特定の一実施形態は、上方に突出し、それぞれ平らな天井部を有する複数のマイクロウェルを有した概ね平らな下面ベース部を有する微生物検査アレイであって、マイクロウェルが、単一のマイクロチャネルによって、検査アレイのベース部と概ね平行な上面トップ部に形成された口が開いた貯蔵部に接続されたものを対象とする。貯蔵部のマイクロウェルに最も近い端部は開口を有していて、接種材料・培地溶液が、貯蔵部からマイクロチャネルを通って、真空充填過程を制御するよう適合された通気孔を有する犠牲蒸発ウェルへ流れ、その後、複数のマイクロウェルのそれぞれに分配される。通気孔は、真空排気処理の間、開放されており、その後、閉じられる。典型的な実施形態では、通気孔は、溶融可能なプラスチック材料に形成された熱封止可能な開口から構成される。検査されない貯蔵槽として犠牲蒸発ウェルが設けられ、そこから、接種材料・培地溶液が大気中に蒸発し、その結果、検査マイクロウェル内の接種材料・培地溶液が保護される。検査中の光学干渉を最低限にするため、各マイクロウェルの中央上面は、滑らかに仕上げられる。更に、各マイクロウェルには、入ってくる接種材料・培地溶液の流れの反対側に、口を開けた上端部が設けられていて、マイクロウェル内に残っている空気が、中央上面部から口を開けた上端部へ効果的に押しやられる。
本発明のこれら及び他の特徴及び利点は、図面と共に、以下に示す好ましい実施形態の詳細な説明を参照することで、よく理解できるであろう。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は、試薬を収容するため、及び、検査され分析される検査試料を使った生化学反応を支援するために、本発明のマイクロウェル検査アレイ１２を使用することができる多機能自動微生物分析装置１０の概略を示す。本明細書では抗生物質感受性検査（ＡＳＴ）とも言われる抗菌剤最小発育阻止濃度（ＭＩＣ）は、検査試料と様々な抗菌剤（臨床的に関心のある濃度を含む濃度に希釈され、製造時に、ＡＳＴ検査アレイ１２内の異なるマイクロウェルに与えられる）との間の生化学反応の色、蛍光発光又は濁度を測定することで決定される。ＡＳＴ培養・光学測定ステーション１４は、当該技術分野において知られている方法を使って通常のＡＳＴ検査を行うよう適合できる。
【００１８】
ＡＳＴマイクロウェル検査アレイ１２は、ここで説明する様々な目的のために、分析装置１０の前面に置かれる入力部１８及び出力部２０を有する自動移送機構１６を使って、分析装置１０全体にわたって移動させることができる。双方向矢印は、移送機構１６に従った移動方向を示している。移送機構１６は、チューブ・ラック２４に支えられ、生物試料から分離され、所定の実施可能範囲内の細菌濃度を有する微生物接種材料を入れた検査チューブ２２を移送するよう適合された３つの独立したセグメントを備える。移送機構１６は、各ラック２４を分析装置１０の最後尾に移動させ、そこで、並進可能なピペッティング機構２６が、接種材料を吸引し、予め決められた量の接種材料を、既知の溶液（例えば、ミューラー・ヒントン培地溶液）を有する培地カップ内へ吐出する。この接種材料・培地溶液は、混合され、吸引され、接種材料・培地分配ステーション２８で、ＡＳＴアレイ１２内に含まれる貯蔵部（後述）内へ吐出される。
【００１９】
複数のＡＳＴアレイ１２は、ＡＳＴアレイ・キャリヤー３０を使って搬送することができ、ＡＳＴアレイ・キャリヤー３０もまた、移送機構１６によって、分析装置１０の最後尾に沿って、接種材料・培地分配ステーション２８と、アレイ・キャリヤー・ローディング・ステーション３２と、ＡＳＴアレイ充填ステーション３４と、ＡＳＴアレイ・ローディング・ステーション３６と、ＡＳＴアレイ除去ステーション（不図示）との間を移送される。アレイ・キャリヤー・ローディング・ステーション３２において、アレイ・キャリヤー３０に、未検査のＡＳＴアレイ１２がロードされる際、ＡＳＴアレイ１２は、送り機構（不図示）によって、複数の未充填ＡＳＴアレイ１２を収めたＡＳＴアレイ格納回転搬送部３８からアレイ・キャリヤー３０に移される。アレイ・キャリヤー３０に未充填ＡＳＴアレイ１２がフルにロードされると、アレイ・キャリヤー３０は、接種材料・培地分配ステーション２８に移送され、そこで、ある量の接種材料・培地溶液が、個々のＡＳＴアレイ１２内の接種材料・培地溶液貯蔵部（後述）内へ供給される。その後、ＡＳＴアレイ１２は、アレイ充填ステーション３４に移送され、そこで、後述の真空手段を使って、接種材料・培地溶液が各アレイ１２の全検査マイクロウェルに一様に分散される。
【００２０】
培地は、適当な容器に入れて分析装置１０に供給されて、ＡＳＴアレイ１２に接種材料・培地溶液を充填する際、既知量の接種材料が、並進可能なピペッティング機構２６を使って、試料検査チューブ２２から培地容器内へ移され、混合されてから、培地容器から吸引されて、各検査アレイ１２の前述した接種材料・培地溶液貯蔵部５０内へ移される。
【００２１】
ＡＳＴ検査アレイ２８内に形成された複数のＡＳＴマイクロウェル（後述）のそれぞれに、接種材料・培地溶液が入れられた後、ＡＳＴアレイ１２は、検査条件に応じて異なる長さの時間のあいだ、高温でインキュベートされ、その間、複数回、測定が行われる。測定は、任意の既知手段、例えば、干渉フィルターを通過した光が、レンズ又は光ファイバー・チャネルを使って、検査アレイ１２のＡＳＴマイクロウェルの上面を通るよう導かれる光学的方法などを使って行うことができる。光に反応するフォトダイオード等は、各マイクロウェルを通過する光の量を検出し、それぞれの濁度に対応する電子的信号を生成する。抗菌剤は、ＡＳＴ検査アレイ１２の異なるマイクロウェル内に、指定された異なる濃度で存在する。抗菌剤によって増殖が阻止されたウェルでは、濁りは少ないか、まったく存在しない。従って、光源によって生成され、各マイクロウェルを透過した後に、検出器に捕捉される光の強度は、そのウェル内の細菌濃度に反比例する。一方、蛍光測定システムを使うと、各マイクロウェルの蛍光強度は、そのウェル内の細菌濃度に比例する。更に、ある細菌が存在する場合、色の変化や蛍光発光を示す生化学基質を、選択したマイクロウェルに入れることもできる。比色又は蛍光測定によって、ウェル内の溶液についての情報が得られる。光学的情報は、対応する電気信号を生成し、当該電気信号は、コンピュータに適合したデジタル形式に変換され、コンピュータ・メモリに格納される。このデジタル情報は、分析装置１０内の機器のあらゆる面を制御するよう設定されるコマンド及び制御回路を有する中央処理装置（ＣＰＵ）４０によって使用される。検査アレイ１２が光学的に分析され、結果が格納された後、各検査ウェル測定値が、臨床的に意味のある増殖に対応することが分かっている相対吸光度又は蛍光発光の何パーセントかに対応する閾値と比較される。次いで、これらの信号はＣＰＵ４０によって、格納された制御値と比較処理され、その結果、ＡＳＴパターンが算出される。このようにして、各抗菌剤のＭＩＣが求められる。
【００２２】
図２に示した本発明の実施形態でわかるように、比較的平らな（図５Ｂ参照）ＡＳＴアレイ１２の底面１１が示されており、図３には、後述する比較的構造化された特徴部分（図５Ｂ参照）を含むＡＳＴアレイ１２の頂面１３が示されている。各ＡＳＴアレイ１２は、長手方向の長さＬと、長さ方向に平行な、単一のマイクロウェル４４の直線状の並びとして底面１１に形成された、上方に突出する複数のマイクロウェル４４とを有し、そして、概ね細長い矩形形状で、底面１１及び頂面１３を両側に有し、この対向する面が、へこみのある側壁１５（図５Ｂ参照）及び反対側の第二の側壁１７（図５Ａ参照）によって隔てられている。検査アレイ１２は、上方に突出した複数のＡＳＴマイクロウェル４４を備え、これらは、検査アレイ１２の長手方向の長さＬ（図４）に沿って、底面１１に配置され、個々のマイクロウェル４４の単一の直線状の並びを形成する。個々のマイクロウェル４４は、単一のマイクロチャネル４２によって、検査アレイの底面１１に形成され、底面１１の開口部分から上方に突出し、マイクロウェル４４の並びと後述する貯蔵部５０の間に配置される犠牲蒸発ウェル４６に接続される。また、蒸発ウェル４６は、図４で分かるように、検査アレイの頂面１３の近くに、閉じたドーム形状の上面４９を有し、蒸発ウェル４６（図３，断面Ａ−Ａ）のドーム状上面４９の開口として形成される封止（シール）可能な真空ポート４８を有する。マイクロウェル４４は、検査アレイ１２の頂面１３の斜視図である図５Ａに示すように、検査アレイ１２の底面１１から上方に突出し、検査アレイ１２の厚さの約３／４の深さを有する閉じたウェルの概形を有し、検査アレイ１２の底面１１の斜視図である図５Ｂに示すように、検査アレイ１２の底面１１に沿って開口を有する。
【００２３】
図２で分かるように、マイクロチャネル４２は、検査アレイ１２の底面１１に口を開けた溝として形成され、蒸発ウェル４６を、図３で最もよく分かる矩形形状の接種材料・培地溶液貯蔵部５０へ接続し、貯蔵部５０は、図２では破線で示される口を開けた上部と閉じた底を有する。貯蔵部５０の底の一端は、図２では破線で示されている流れ口５２を有し、貯蔵部５０の上部へ供給された接種材料・培地溶液が、貯蔵部５０から、短いマイクロチャネル４１を介して、まず、犠牲蒸発ウェル４６へ流入し、そしてそこから、長いマイクロチャネル４２を介して、一連のマイクロウェル４４のそれぞれに順次流入する。マイクロチャネル４１及び４２、流れ口５２、犠牲蒸発ウェル４６並びにマイクロウェル４４の検査アレイ１２の底面に沿った開口部分は、製造過程で、接着テープ（不図示）の層で覆って封止することで、閉じることができる。なお、製造過程では、臨床的に関心のある抗菌剤が、個々のマイクロウェル４４に入れられるが、犠牲蒸発ウェル４６には入れられない。必要に応じて、１つのウェルには抗菌剤を入れないで、それを基準として使うようにしてもよい。
【００２４】
図２と共に、ＡＳＴアレイ１２の平面図である図３に示される本発明の好ましい実施形態では、各ＡＳＴアレイ１２は、図２で最もよく分かるように、ＡＳＴアレイ１２の底面１１に形成された直線状のマイクロチャネル４２によって接続された８つの個々のマイクロウェル４４の単一化された直線状の並びを備える。マイクロチャネル４２は、マイクロウェル４４の並びに平行に揃えられ、短いマイクロチャネル４３によって各マイクロウェル４４に接続される。マイクロチャネル４２は、更に、マイクロウェル４４を、マイクロウェル４４の並びの一端と、接種材料・培地溶液貯蔵部５０との間に配置された犠牲蒸発ウェル４６に接続する。犠牲蒸発ウェル４６は、図３Ａに示した図３のＡ−Ａ断面図と、図２Ｂ（底から上方を見た図）で分かるように、一対の互いに対向する平行な側壁７２によって接続される一対の互いに対向する平行な端壁６８を備える。端壁６８は側壁７２より短く、端壁６８及び側壁７２は、検査アレイ１２の底面１１と実質垂直をなす。端壁６８及び側壁７２の上面は、円錐形状の上面４９によって接続されて、犠牲ウェル４６で囲まれた、小さく概ね矩形の蒸発チャンバー７０を形成する。犠牲ウェル４６の重要な特徴部分は、円錐状上面４９の開口として形成される封止可能な真空ポート４８であり、当該真空ポート４８によって、後述する接種材料・培地充填操作の際に、空気を犠牲ウェル４６から排出し、マイクロチャネル４２及び４３から排出し、並びに、マイクロウェル４４から排出することができる。蒸発チャンバー７０は、典型的には、０．０２〜０．０４ｍＬの範囲の量の接種材料・培地溶液を収容できる大きさにされる。
【００２５】
図３ＢのＢ−Ｂ断面図は、マイクロウェル４４が、開口部がなく、平らでない検査アレイ１２の上面５４部分と、側壁１７の丸い端壁部６６（図２Ａも参照のこと）と、へこみのある側壁１５の平らな端壁部６４（図２Ａも参照のこと）と、２つの平行な側壁６２と有することを示している。端壁６６及び６４は共に、検査アレイ１２の底面１１と実質垂直をなすよう形成され、２つの平行な側壁６２によって隔てられる。平らでない上面、平らな端壁部６４及び丸い端壁部６６は、一緒になって小さいＡＳＴ検査チャンバー５８を規定する。平らでない上面５４は、接種材料・培地溶液がマイクロチャネル４２を通って貯蔵部５０から検査アレイ１２内の全検査マイクロウェル４４へ分配される際に発生するかもしれない泡用の泡トラップ６０として働くよう適合された、ＡＳＴ検査チャンバー５８のへこんだ上端部を形成するよう形づくられる。マイクロウェル４４が本明細書中で説明するよう形づくられた場合、マイクロチャネル４３を、マイクロウェル４４の反対側の面上、泡トラップ６０の向かい側に配置すると、マイクロウェル４４が概ね親水性の材料（例えば、スチレン）から構成されるとき、泡トラップ６０が泡を捕捉するのに効果的であることが思いがけず分かった。かかる構成において、接種材料・培地溶液がマイクロウェル４４に流入する際、マイクロウェル４４内に残っているすべての空気は、増加する接種材料・培地溶液によって追い立てられ、検査チャンバー５８の重要な上部中央領域内に空気ポケットが閉じ込められたままにされることはない。かかる充填の様子が、図６に図示されている。従って、チャンバー５８とは別体の泡トラップや、複雑なバルブ機能を有した泡トラップを必要とすることなく、空気は、上面５４の中央領域から取り除かれ、当該部分を通して、問い合わせ放射ビームが、後述するように通過することができる。
【００２６】
ＡＳＴ検査チャンバー５８は、典型的には、０．０３〜０．０４ｍＬの範囲の量の接種材料・培地溶液を収容できる大きさにされる。図２Ａでもわかるように、各マイクロウェル４４は、２つの平行な側壁６２と、平行な側壁６２の間にあって両者と垂直をなす概ね平らな端壁部６４と、２つの平行な側壁６２の間の概ね丸い前壁６６とによって、概ね細長い形の水平断面を有する。好ましい実施形態では、頂面１３及び底面１１の幅は、約０．３〜０．４インチで、へこみのある側壁１５の高さは、約０．２〜０．２５インチで、検査アレイ１２の長手方向の寸法は、約２．５〜３．０インチである。かかる実施形態では、マイクロチャネル４２の幅及び深さは、約０．０１０〜０．０２０インチにされる。
【００２７】
犠牲蒸発ウェル４６は、２つの重要な目的を達成するよう設計される。その第一は、蒸発チャンバー７０の提供であって、そこから、接種材料・培地溶液の犠牲蒸発が生じ、その結果、マイクロウェル４４からの溶液の蒸発が妨げられる。マイクロウェル４４からの蒸発が妨げられるのは、蒸発は、マイクロチャネル４２及び４３並びにマイクロウェル４４から生じる前に、まず、マイクロチャネル５３内から生じ、そして、犠牲蒸発チャンバー７０から生じるはずだからである。蒸発チャンバー７０は、更に、封止可能な真空ポート４８を提供し、それを通して、マイクロウェル４４内にある空気を排出することによって、マイクロウェル４４内の空気が排出時に貯蔵部５０の培地内を泡立って流れ、接種材料・培地溶液内に気泡を発生させないようにできる。排気後、封止可能な真空ポート４８は、引き続いて封止されて、貯蔵部５０からマイクロウェル４４への接種材料・培地溶液の流れを発生させる。
【００２８】
マイクロウェル４４に検査すべき接種材料・培地溶液を充填するため、ピペッティング機構２６は、接種材料・培地分配ステーション２８にて、ＡＳＴアレイ・キャリヤー３０に載せられた各ＡＳＴ検査アレイのために、予め決められた量の接種材料・培地溶液を貯蔵部５０内へ吐出する。すべての貯蔵部５０に接種材料・培地溶液が充填されると、移送機構１６は、ＡＳＴアレイ・キャリヤー３０をＡＳＴアレイ真空充填ステーション３４へ移動させ、そこで、クラムシェル状の真空チャンバーがＡＳＴアレイ・キャリヤー３０上に降ろされ、載せられているすべてのＡＳＴ検査アレイ１２に真空が適用される。検査アレイ１２の周囲が真空にされると、マイクロチャネル４２及び４３によって個々のＡＳＴマイクロウェル４４と流体的に連絡している封止可能な真空ポート４８を介して、すべてのＡＳＴマイクロウェル４４から空気が除去される。この排気処理に続いて、熱源、例えば、ホットフィート部を有する前もって熱せられたバー、又は、真空チャンバー内に支持された耐電性ワイヤーを真空ポート４８に接触させ、予め決められた時間のあいだ電流によって加熱して、真空状態が解除された際の空気の流れに対して、ポート４８を封止し又は閉じる。ポート４８が封止されると、真空チャンバー内の真空状態は解除される。貯蔵部５０内の接種材料・培地溶液上の大気圧により、接種材料・培地溶液は、流れ口５２を通って、マイクロチャネル４１、４２及び４３に流入し、それによって、蒸発ウェル４６を満たし、そして、ＡＳＴアレイ・キャリヤー３０によって搬送される各ＡＳＴ検査アレイ内のすべてのマイクロウェル４４へ流入する。マイクロウェル４４が接種材料・培地溶液で満たされると、チャンバー５８内に閉じ込められた残存空気はすべて、マイクロウェル４４内で泡トラップとして機能する小さくへこんだ上端部６０内へ流れ込む。
【００２９】
ＡＳＴ検査アレイ１２は、成形プラスチック材料で構成されるのが好ましいが、他のタイプの材料を使うこともできる。微生物分析装置１０でのＡＳＴ検査の際に、光が遮られることなくマイクロウェル４４内を透過できるよう、検査アレイ１２を構成するのに使用する材料は、概ね半透明であるのが非常に好ましい。図３でわかるように、検査アレイ１２は、更に、側壁１７に形成された隆起部７６を備え、当該隆起部７６は概ね、検査アレイ１２の本体から出っ張る膨らみとして形づくられ、側壁１７の最上部に形成される。隆起部７６は、ＡＳＴ検査アレイ１２のローディング及びＡＳＴアレイ・キャリヤー３０内での保持を容易にするために使われ、典型的な実施形態での大きさは、検査アレイ１２の本体から外側への出っ張りが約０．２６〜０．３０ｍｍ、検査アレイ１２の縁に沿った長さが約３〜４ｍｍ、検査アレイ１２の側壁１７に沿った奥行きが約０．６〜０．８ｍｍである。あるいは、隆起部７６の代わりに、二酸化ケイ素や不活性粉末などの高摩擦材料を検査アレイ１２の側面に塗布して、同様の機能を達成してもよい。
【００３０】
ＡＳＴ検査は、問い合わせ放射ビームを、各ＡＳＴ検査アレイ１２の上から又は下から、各マイクロウェル４４の上面５４の中央アーク部５６を通るよう導入し、各マイクロウェル４４の下又は上に配置された測色又は蛍光用光検出器を使って、吸収度や、色の変化や、蛍光信号の発生を測定することによって都合よく実施できる。このため、すべてのマイクロウェル４４の上面５４の中央上部５６（図３で一番よくわかる）及びすべてのマイクロウェル４４の上面５４の中央下部５７は、ＡＳＴ検査の際の光学干渉を最小限にするため、ＳＰＩ＃Ａ−１グレード＃３ダイヤモンドバフと同等かあるいはより滑らかな表面仕上げの滑らかさを有するよう成形される。
【００３１】
本明細書中で開示した本発明の実施形態は、本発明の原理を説明するものであり、本発明の範囲内にある他の変形形態を用いることもできることが理解されるべきである。よって、本発明は、本明細書で明確に示し説明した実施形態に限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の検査アレイを使用することができる自動微生物分析装置の概略平面図である。
【図２】本発明の検査アレイの底面図である。
【図２Ａ】図２の検査アレイの一部分の拡大底面図である。
【図２Ｂ】図２の検査アレイの一部分の拡大底面図である。
【図３】図２の検査アレイの平面図である。
【図３Ａ】図３の検査アレイの断面図である。
【図３Ｂ】図３の検査アレイの断面図である。
【図４】本発明の検査アレイの側面図である。
【図５Ａ】本発明の検査アレイの頂面側の斜視図である。
【図５Ｂ】本発明の検査アレイ底面側の斜視図である。
【図６】本発明の検査アレイを使った液体充填過程を説明する図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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