(57)【要約】微生物アナライザにおける抗生物質感受性読み取り中に光学読み取り経路内に生じる望ましくない気泡によって生じる光学干渉を最小限に抑える簡単かつ安価な方法を提供することにある。検査アレイに収容されたサンプルについて、アレイを重力方向に向けることによって抗菌検査を実施し、その結果、マイクロウェル内の検査溶液が下に引かれ、マイクロウェル内の空気が検査アレイの最上方部分に押される。抗生物質検査は、気泡の部位でマイクロウェルを水平方向に通る問い合わせ放射線ビームを用いて行われる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査アレイのマイクロウェル内に収容された検査溶液の抗生物質検査を実施する方法であって、検査アレイが、平行に対向した頂面および底面を備える細長い形状のボデーとして形成してあり、前記ボデーが、底面に形成された複数の上方へ突出する検査マイクロウェルを包含し、各マイクロウェルが、マイクロウェルの頂面を貫いてアレイの底面から上方へ突出する中心軸線を有するものとし、そしてマイクロウェルの内部の空気が水平方向に向いた中心軸線から移動するように抗生物質検査中に各マイクロウェルの中心軸線をほぼ水平方向に向け、水平方向に向いた中心軸線に沿って問い合わせ用放射線ビームを方向付けることを包含することを検査方法。
【請求項２】
検査アレイが、気泡トラップを包含することなく形成される請求項１の方法。
【請求項３】
各検査マイクロウェルの内部を、気泡トラップを含むことのなく滑らかな細長い卵形の形状を有するものとして維持する請求項１の方法。
【請求項４】
マイクロウェル内に収容された検査溶液の抗生物質検査を実施する前の段階において、マイクロウェルをそれらのＸ−Ｘ軸について回動させ、マイクロウェル内に収容された溶液を再懸濁または混合させることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項５】
抗生物質検査が、複数の検査アレイにおけるマイクロウェルのアレイに沿って段階的に移動させられる放射線源および放射線検知器を移動させ、或る単一のアレイにおける次の隣接したマイクロウェルからのクロストーク信号を最小にすべく検査読み取りを行うように各連続したマイクロウェルで停止させる請求項１の方法。
【請求項６】
検査アレイのマイクロウェル内に収容された検査溶液の抗生物質検査を実施する方法であって、検査アレイが、対向した平行な頂面、底面を備える細長い形状のボデーとして形成してあり、前記ボデーが、底面に形成された複数の上方へ突出する検査マイクロウェルを包含し、各マイクロウェルが、一体の気泡トラップと、マイクロウェルの頂面を貫いてアレイの底面から上方に突出する中心軸線とを有するものとし、検査アレイを第１方向に傾けて気泡トラップ内に捕らえられた空気を除去を助け、気泡トラップ内に、および、各マイクロウェルの内側頂面に沿って位置する空気を気泡トラップの位置に対向する上方マイクロウェル角隅まで移動させるように検査アレイを攪拌し、検査アレイを第１方向と反対の方向に傾けて、各マイクロウェルの内側頂面に沿って空気を払いのけ、それによって、マイクロウェル内の気泡のすべてを気泡トラップ内に捕獲し、そしてマイクロウェルの中心軸線をほぼ垂直に向けるような位置にアレイを戻すことを包含する検査方法。
【請求項７】
抗生物質検査段階が、マイクロウェル上方または下方から垂直方向に向いた中心軸線に沿って問い合わせ放射線ビームを方向付けることを包含する請求項６の方法。
【請求項８】
抗生物質検査段階が、複数の検査アレイにおけるマイクロウェルのアレイに沿って段階を追って放射線源および放射線検知器を移動させ、各連続したマイクロウェルのところで検査読み取りを停止させ、単一のアレイにおける次の隣接したマイクロウェルからのクロストーク信号を最小にすることを包含する請求項７の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、種々の機能ステーション間で移送するようにキャリアを使用数自動アナライザで使用するのに適した微生物検査アレイに関する。より詳しくは、本発明は、アレイ内のマイクロウェルに収容された液体に実施される光学測定との干渉から生じる望ましくない気泡を除去する手段を提供する。
【０００２】
【発明の背景】
患者の診断、治療に関係した種々のタイプの検査は、生物学的サンプルの分析によって行い得る。患者の微生物を含んでいる生物学的サンプルが、患者の感染部、体液または膿瘍から採取され、代表的には検査パネルまたは検査アレイ内に設置され、種々の試薬と混ぜ合わされ、培養され、分析されて患者の治療の助けとする。患者サンプルの分析を容易にし、分析結果の精度、信頼性を手作業での分析よりも向上させるという健康管理施設その他の機関の必要性を満たすべく自動式生化学的アナライザが開発されている。しかしながら、これまでに変化する細菌属および新しく発見された抗生物質について、生化学検査の需要は、複雑さでも容量的にも高まっている。健康管理機関内の床面積の費用および不足ならびにより安いコストで臨床結果を得るという圧力に関連したこれら需要の増大のために、コスト効率の良い技術を使用して臨床医の負担最小限で作動する高度の自動化でコンパクトなアナライザ内で種々タイプの生化学検査を同時に実施することが重要になっている。
【０００３】
重要な自動式微生物アナライザ・ファミリは、微生物の増殖を制御するのに効果のある抗生物質を決定する診断ツールとして機能する。これらの検査を実施する際に、生物学的サンプルから隔離した微生物の試験管内抗生物質感受性パターンが確認される。このようなアナライザは、歴史的に、選択した生化学物質を、希釈溶液内の既知の微生物に対する種々の抗生物質を収容するパネルまたはアレイにある複数の小さいサンプル検査ウェル内に入れていた。微生物に対して効果のある抗生物質の最低抑制濃度（ＭＩＣ）が、アレイに作ったサンプル検査ウェル内での色変化、蛍光変化あるいは白濁度（混濁度）によって決定される。発生した信号パターンを点検することによって、ＭＩＣ分析をコンピュータ制御式微生物アナライザによって実施し、再現性、処理時間短縮、転写エラー回避および実験室で稼働するすべての検査の標準化で利益を得ることができる。
【０００４】
微生物検査トレイの使用およびＭＩＣ検査で使用される技術は、微生物の抗生物質感受性検査（ＡＳＴ）として良く知られている。ＡＳＴ検査は、本質的に、接種材料および増殖ブイヨン（ここでは、接種材料ブイヨン溶液と呼ぶ）を満たしたウェルを使用し、多数の種々の抗生物質または抗菌物質の濃度を増やすことでブイヨン希釈感受性検査である。代表的には、種々の抗菌物質は、色素産生パネル内でカルシウムおよびマグネシウムと共にＭｕｅｌｌｅｒ−Ｈｉｎｔｏｎブイヨンで希釈するか、あるいは、蛍光産生パネル内で蛍光産生化合物と共にオートクレーブ処理した水で希釈する。抗菌物質は、臨床的に重要なものを含む濃度まで希釈される。培養後、混濁度または蛍光度がウェル内で小さくなるか、存在しなくなる。この場合、これらのウェル内の抗生物質によって増殖が抑制されたことになる。アナライザは、各検査ウェル読み取り値を閾値と比較する。この閾値は、臨床的に有意な増殖に対応する或る種の相対吸光度または蛍光度のパーセンテージに対応する定数である。各抗菌剤のＭＩＣは、直接的には目に見える増殖として測定するか、あるいは、間接的には蛍光度の増加として測定する。
【０００５】
コスト効率が良い自動式生化学的アナライザを設計するときに考慮しなければならない重要な課題としては、検査ごとに必要とされる試薬の量ならびに使い捨て式検査パネル、検査アレイのコストあるいは或る種の設計では遠心検査ロータのコストがある。小型であり、大量生産プラスチック射出成形技術を用いて製造できるので、自動操作を容易にし、使い捨て検査アレイの費用と最小限に抑えるためにＡＳＴ検査を実施する多数のマイクロウェルを有する非常に小さい検査アレイを使用すると有利である。ＡＳＴ検査アレイは、代表的には、固体相および被検査サンプルを含む液体相を含む上述の生化学的反応のための反応容器として機能する或る種のアレイ内に整列させた複数の互いに隣接したマイクロウェルからなる。一定量のサンプルを、適切な抗生剤と共に各マイクロウェルに入れる。ＡＳＴ検査では、通常、観察可能な反応がサンプルと抗生物質試薬との間に生じるように検査アレイを或る期間にわたって制御温度で保温する。所定の時間間隔で、検査トレイの各マイクロウェルを、色、混濁度またはサイズの変化を示すかどうか点検する。
【０００６】
必要な接種材料および／または試薬で多数のマイクロウェルを満たすには、いくつかの技術的な課題がある。これらの課題は、マイクロウェルのサイズが縮小するにつれてますます困難になる。これらの課題としては、充填の一様性、マイクロウェル内の溶液の整合性を維持すること、検査の観察を妨げる気泡の影響を最小限に抑えることなどがある。他の問題と一緒にこれらの課題を処理する努力がなされてきており、そこでは、一般的に、多数の相互接続した微小サイズ・チャネルを経て検査アレイ内のマクロウェルを充填する際に真空技術を使用する。この場合、光学的に検査しようとしている溶液から気泡を取り除くように特に形成した特徴を導入する。
【０００７】
米国特許第５，９３２，１７７号が、代表的に生化学分析で使用されるような検査サンプル・カードを提供しており、そこでは、多数の同サイズの矩形サンプル・ウェルが設けてあり、複数のトラフ・チャネルによって流体を流し、カードの前後表面に沿ってサンプルの流体を流すようになっている。カードの位置、整合を検知するための一体の中断スロットとして高くなった気泡トラップが設けてある。
【０００８】
米国特許第５，９２２，５９３号が、平らな表面の第１辺から延びる複数の半透明カップと、複数の端部開放式チューブを形成したシャシとを有する微生物検査パネルを開示している。このシャシは、平らな表面の第２辺に設けた複数の高くなった通路壁を包含し、これらの通路壁は、チューブの底端にある開口部を覆う通路を形成している。通路の一端には、接種材料が通路を貫いて流れることができるように開口部が設けてある。シャシは、さらに、平らな表面の第２辺から延びる端部開放チューブとして形成した空気連絡ポートを包含する。
【０００９】
米国特許第５，７４６，９８０号が、対向した表面間に配置した流体吸入ポートおよびサンプル・ウェルを備えた検査サンプル・カードを開示している。流体チャネル網が、流体吸入ポートをサンプル・ウェルに接続しており、カードの前記第１表面に形成した導管によって気泡トラップがサンプル・ウェルのうちの少なくとも１つに接続している。気泡トラップは、カード・ボデーを貫いて部分的に延びるくぼみとして形成してあり、シーラント・テープで覆ってある。
【００１０】
上記の説明からわかるように、微生物アナライザで使用される微少サイズ検査アレイ内の気泡の発生と関連した課題を簡単かつ安価に解決する光学検査技術の必要祭が残っている。特に、微生物アナライザにおける抗生物質感受性読み取り中に光学読み取り経路内に生じる望ましくない気泡によって生じる光学干渉を最小限に抑える簡単かつ安価な方法の必要性がある。
【００１１】
【発明の概要】
本発明は、既知量の種々の抗生物質で予め満たした複数のマイクロウェルを有し、気泡トラップに頼ることなく光学検査領域から望ましくない空気を除去する方法を提供することによって上記の必要性を満たす。微生物検査アレイは、その上面に形成した開放レザバーに多数のマイクロチャネルによって接続した複数の上方へ突出するマイクロウェルを備えるほぼ平らな下面を有する。レザバーは、接種材料ブイヨン溶液を真空充填プロセス中にマイクロウェルの各々に流入さえ得る開口を有する。ＡＳＴ検査中、マイクロウェル内の検査溶液が下に引かれるために、検査アレイは、重力方向に対してほぼ「水平方向に向いており、その結果、マイクロウェル内の空気は検査アレイの最上方部分へ移動させられる。この水平位置において、ＡＳＴ読み取りが、気泡を欠いた部位でマイクロウェルを通して水平方向へ通過する問い合わせ放射線ビームを使用して行われる。ほぼ水平の位置を達成するために、検査アレイは、代表的には、当初上方に突出しているマイクロウェルの軸線をその初期整合位置に対してほぼ９０度回転させるように動かされる。
【００１２】
本発明のこれらおよび他の特徴、効果は、図面に関連して以下に述べる好ましい実施例についての詳細な説明を参照することによって最も良く理解して貰えよう。
【００１３】
添付図面において：
図１は本発明を説明する自動微生物アナライザの概略平面図であり、図２は図１の自動微生物アナライザの概略立面図であり、図２Ａは図１の自動微生物アナライザの別実施例の概略立面図であり、図３は図１のアナライザで使用できるＡＳＴ検査アレイの頂面図であり、図４Ａ及び４Ｂは図３のＡＳＴ検査アレイの横断面図であり、図５は図３のＡＳＴ検査アレイの底面図であり、図５Ａは図２Ａのアナライザで役立つＡＳＴ検査アレイの別実施例の底面図であり、図６Ａ〜６Ｄは図３のＡＳＴ検査アレイを充填する際の図３のサンプル・ピペット操作・移送システムの機能を説明する図であり、図７は本発明で役立つＡＳＴアレイ・キャリアの斜視図であり、図８Ａ〜８Ｄは図３のＡＳＴ検査アレイを使用している液体サンプル充填プロセスを説明する図であり、図９Ａ〜９Ｇは図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図であり、そして図１０Ａ〜１０Ｃは図５ＡのＡＳＴ検査アレイを使用している本発明の光学問い合わせプロセスを説明する図である。
【００１４】
【好ましい実施例の詳細な説明】
図１は、本発明の自動ランダム・アクセス式微生物アナライザ１０の実施例を概略的に示しており、このアナライザ１０は、異なったＡＳＴ検査を実施するようになっているＡＳＴ検査アレイ１２のオンボード群と、ＡＳＴ検査のために必要となり得るような異なった増殖媒質を提供するようになっている複数のブイヨン容器１４（図２にも示す）と、異なったＩＤ検査を実施するようになっている複数のＩＤ検査ロータ１６とを有する。異なったＡＳＴ検査アレイ１２の群は、異なった矩形の細長いＡＳＴ検査アレイ・キャニスタ１８においてアナライザ１０内に維持される。ＡＳＴキャニスタ１８は、回転可能なポスト２０（以下、ＡＳＴキャニスタ・ポスト２０と呼ぶ）に取り付けてある。ＡＳＴキャニスタ・ポスト２０、ＡＳＴキャニスタ１８およびＡＳＴ検査アレイ１２は、環境制御されるＡＳＴ群室２２（頂部は図１において煩雑さを避けて省略してある）内に収容されている。異なったＡＳＴ検査アレイ１２は、必要に応じて多数の異なった抗生物質または抗菌剤の濃度を増大させながら予め装填されており、医師の要求に応じて、患者のサンプル（ここでは、接種材料と呼ぶ）にＡＳＴ検査を実施する。図２において、ＡＳＴ群室２２は、ＡＳＴキャニスタ１８をＡＳＴキャニスタ・ポスト２０によって回転させて後述するＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４と整合させたとき、ＡＳＴキャニスタ１８のうちの任意の１つに操作アクセスできるように設けた第１ドア２３またはシール２３を有する。ＡＳＴ群室２２は、また、ＡＳＴキャニスタ１８をオペレータがＡＳＴキャニスタ・ポスト２０に装着できるように第２のドア２７が有する。
【００１５】
複数の異なったブイヨン・カップまたは容器１４（図２、左側）は、異なった管状ブイヨン・キャニスタ２４においてアナライザ１０内にオンボード群として維持される。そして、ブイヨン・キャニスタ２４は、回転可能な回転ラック２６（以下、Ｂ／ＩＤ回転ラック２６と呼ぶ）上に維持される。このＢ／ＩＤ回転ラック２６は、回転して必要なブイヨン・キャニスタ２４およびブイヨン容器１４をブイヨン容器取り扱い装置１０８にあたえるようになっている。Ｂ／ＩＤ回転ラック２６は、環境制御されたＢ／ＩＤ室２８（図では、煩雑さを避けるべく頂部が省略してある）の中に収容される。ＡＳＴ検査中に増殖媒質として作用する多数の異なった標準ブイヨン溶液が、異なったブイヨン容器１４に予め装填してある。図２において、Ｂ／ＩＤ室２８は、その内部へ操作アクセスできるように開放位置にあるドア３０を持って示してある。ブイヨン・キャニスタ２４は、透明な材料で作ってあってもよいが、ブイヨン・キャニスタ２４内に含まれる４つのブイヨン容器１４を示すために切り欠いて示してある。
【００１６】
同様にして、アナライザ１０は、異なったＩＤ検査ロータ１６のオンボード群を有し、これらのロータ１６は、異なった管状ＩＤキャニスタ３２においてアナライザ１０内に群として維持されており、このＩＤキャニスタ３２は、Ｂ／ＩＤ室２８内でＢ／ＩＤ回転ラック２６上にブイヨン・キャニスタ２４と共に維持されている。異なったＩＤ検査ロータ１６は、種々の既知の微生物に対応する側手可能な反応信号の公知パターンを発生するように選んだ物質および試薬を予め装填してある。
【００１７】
患者サンプルは、Ｓ／ＰＴトレイ・モータ４４によって回転させることができる回転可能な円形トレイ（Ｓ／ＰＴトレイ３８として公知である）の周縁付近に設置した多数のサンプル・チューブ・ホルダ３６にある開口部内に設置された開放サンプル・チューブ３４においてアナライザ１０に与えられる。サンプル・チューブ・ホルダ３６は、全体的に湾曲しており、各々、円弧を形成している。これらのサンプル・チューブ・ホルダ３６のうちの４つは、図１でわかるように、回転可能なトレイ３８上に支持されているが、任意数のサンプル・チューブ・ホルダ３６を円形トレイ３８上に装填できるように寸法決めしてもよい。従来のバーコード・リーダ３５が、サンプル・チューブ・ホルダ３６に近接して設置してあり、サンプル・チューブ３４のアイデンティティを決定するようになっている。また、同様に、混濁度リーダ３７が設置してあり、サンプル・チューブ３４内の微生物有機体の濃度が所定範囲の許容値内にあることを確認するようになっている。サンプル希釈ステーション９７もＳ／ＰＴトレイ３８に近接して設置してあり、これは、チューブ３４内に担持されるサンプル液内の微生物濃度が許容範囲より高いことを混濁度リーダ３７によって決定された場合にサンプル・チューブ３４に含まれるサンプルを希釈するようになっている。
【００１８】
Ｓ／ＰＴトレイ３８は、その最内方部分に設けた多数のピペット先端ホルダ４０も支持している。ピペット先端ホルダ４０は、全体的に細長く、湾曲した形状を持っていてもよい。各ピペット先端ホルダ４０は、複数の使い捨てピペット４２を保持するようになっている。これらピペット先端ホルダ４０のうちの６つが図１に示してあるが、任意数のピペット先端ホルダ４０をＳ／ＰＴトレイ３８上へ嵌合するようにしてもよい。Ｓ／ＰＴトレイ３８は、モータ４４によって回転させ、ピペット先端４２の任意のものおよび開放サンプル・チューブ３４の任意のものをピペット操作装置４６に与えるようにしてもよい。ピペット操作装置４６は、ピペット先端ホルダ４０から１つのピペット先端４２を取り出し、このピペット先端４２を開放サンプル・チューブ３４に挿入し、既知量の患者サンプルをサンプル・チューブ３４からピペット先端４２に吸引するようになっている。ピペット操作装置４６は、さらに、既知量の患者サンプルをピペット先端４２からブイヨン容器１４に計量分配するようにもなっている。
【００１９】
Ｓ／ＰＴトレイ３８、ピペット操作装置４６ｂ／ＩＤ室２８、ＡＳＴ群室２２およびＩＤ培養・検査室４８は、アナライザ１０のための第１操作平面を提供する上方操作プレート１１上方に支持されている。下方ベース・プレート１３（代表的にはローラに装着してある）は、アナライザ１０のための付加的な構造に対する第２操作平面を提供する。
【００２０】
アナライザ１０は、ＩＤ、ＡＳＴ検査に必要な２つの個別の培養・分析室を包含する。１つのＩＤ培養・分析室４８が、図１の概略頂面図に示してあり、その最上方面を取り除いて内部を露出させてある。この内部には、ＩＤロボット装置５０が設けてあり、このＩＤロボット装置５０は、ＩＤキャニスタ３２から異なったＩＤ検査ロータ１６を取り出し、次いで、ＩＤ検査ロータ１６をＩＤロータ充填・遠心分離装置５２へおよびそこから移動させるようになっている。このＩＤロータ充填・遠心分離装置５２は、ＩＤ培養室４８と後述するサンプル・ピペット吸引・給送システム６０の間で移動することができる。ロボット装置５０の機能を実施する装置は、コンピュータ制御式ピックアンドプレイス・ロボット装置としてこの技術分野では周知のものである。
【００２１】
図２において、ここには、ＡＳＴ培養・分析室７０が示してあり、この培養・分析室７０は、操作平面１１下方に位置しており、ここでは、第１側面部分７１を開いて内部を見せている。この内部において、多数の回転可能なＡＳＴ培養ラック７２が多数のＡＳＴキャリア７４（図７）を支持している。ＡＳＴキャリア７４は、後述するように、アナライザ１０を通じて移送されるときに、多数のＡＳＴ検査アレイ１２を保持するようになっている。ＡＳＴキャリア移送装置７６が、垂直方向に向いたＡＳＴ移送ロッド８３上に装着してあり、上方操作プレート１１上方から下方ベース・プレート１３上方まで移動できるようになっている。このＡＳＴキャリア移送装置７６は、それが１つだけしかないにもかかわらず、説明のために、図２において最上方位置、最下方位置に示してある。操作プレート１１上方の最上方位置において、図１に最も良く示すように、ＡＳＴキャリア移送装置７６は、ＡＳＴキャリア移送部７８に運ばれたＡＳＴアレイ・キャリア７４にアクセスし、操作プレート１１にあるＡＳＴ移送開口部８１を通してＡＳＴアレイ・キャリア７４を下降させることができる。最下方位置において、ＡＳＴキャリア移送装置７６は、後述する下方ベース・プレート１３上に位置するＡＳＴ真空充填ステーション８２内へＡＳＴアレイ・キャリア７４を置くようになっている。
【００２２】
図３は、ＡＳＴアレイ１２の上方頂面１２０を、後述する相対的に構成した特徴を含むように示しており、図５は、ＡＳＴアレイ１２の下方底面１２２を、比較的平らであるように示している。審査中の米国特許出願第０９／７９５８２３号に記載されているように、各ＡＳＴアレイ１２は、細長い長さを有し、アレイ１２の長さに対して平行な線形列の個別マイクロウェル１２４として底面１２０に形成した複数の上方へ突出するＡＳＴマイクロウェル１２４を有する。頂面１２０および底面１２２は、対向した表面であり、へこんだ側壁１２６および反対側の側壁１２８によって隔離してある。検査アレイの底面１２２には、犠牲蒸発ウェル１３２が形成してあり、これは、底面１２２の開放部分から上方へ突出し、マイクロウェル１２４の列とレザバー１３４との間に配置してある。蒸発ウェル１３２は、第１のマイクロチャネル１３０によってレザバー１３４に接続している。蒸発ウェル１３２は、検査アレイの頂面１２０に近接して閉じたドーム型上方ウェル面１３６を有し、そこには、図３のＢ−Ｂ線に沿った横断面を示す図４Ｂでわかるように、蒸発ウェル１３２のドーム型上方ウェル表面１３６の開口としてシール可能な真空ポート１３８が形成してある。マイクロウェル１２４は、全体的な形状として、図３のＡ−Ａ線に沿った横断面を示す図４Ａに示すように、底面１２２から上方へ突出する閉じたウェルを有し、これらのウェルの深さはアレイ１２の厚さの約３／４となっており、それらの開口が、アレイ１２の底面１２２に沿って配置してある。図４Ａは、各マイクロウェル１２４が、その中央頂面１５０を通ってアレイ１２のベース１２２から上方へ突出している中心軸線Ｘ−Ｘを有する状態を示している。ＡＳＴ検査アレイ１２がアナライザ１０を通じて移送されるとき、各マイクロウェル１２４の中心軸線Ｘ−Ｘは、重力の方向に沿ってほぼ垂直の向きとなる。図１０と関連して後述するように、図５Ａの各マイクロウェル１２４の中心軸線Ｘ−Ｘは、ＡＳＴ検査中、水平方向に向いていてもよい。
【００２３】
図４Ａは、アレイ１２の頂面１５０、へこんだ側壁１２６の丸くなった端壁部分１５２、へこんだ側壁１２６の平らな端壁１５４および２つの平行な側壁１５６を有するものとしてマイクロウェル１２４を示している。端壁１５２、１５４の両方は、アレイ１２の下方底面１２２に対してほぼ垂直に形成してあり、２つの平行な側壁１５６によって隔離してある。不規則な頂面１５０、平らな端壁部１５４および丸くなった端壁部１５２は、小さいＡＳＴ反応室１５８を構成するように協働する。一実施例において、頂面１５０は、接種材料ブイヨン溶液がレザバー１３４から犠牲ウェル１３２および検査マイクロウェル１２４に計量分配されたときに発生する可能性のある気泡についての気泡トラップ１６０として機能するＡＳＴ反応室１５８のくぼんだ頂縁部分１６０を形成する形状となっている。ここで、マイクロウェル１２４がここに説明したような形状となっており、接続用のマイクロチャネル１４３を気泡トラップ１６０を横切ってマイクロウェル１２４の対向面に設けたとき、マイクロウェル１２４をスチレンのような実質的に親水性の材料で作った場合、気泡トラップ１６０が気泡を捕らえるのに効果的であることが発見された。また、このような配置の場合、接種材料ブイヨン溶液がマイクロウェル１２４に流入するにつれて、マイクロウェル１２４内に残っている空気が膨張する接種材料ブイヨン溶液によって追い出され、ＡＳＴ反応室１５８の重要な上方中央領域になんら捕獲されたエアポケットを残すことがないということも観察された。このような充填状態が図８Ａ〜Ｄに示してある。
【００２４】
典型的な実施例において、上方頂面１２０および下方底面１２２は、約０．３〜０．４インチ幅であり、へこんだ側壁１２６は、高さ約０．２〜０．２５インチであり、そして、検査アレイ１２の長さ寸法は、約２．５〜３．０インチである。このような実施例において、マイクロチャネル４２は、約０．０１０〜０．０２０インチの幅および深さを持つサイズとなる。好ましくは、ＡＳＴ検査アレイ１２は、スチレンのような成形可能なプラスチック材料で作るが、他のタイプの材料を使用してもよい。最も好ましくは、アレイ１２を構築するのに使用される材料は、ほぼ半透明であり、微生物アナライザ１０のＡＳＴ検査中に、マイクロウェル１２４を透過する光を妨げないようにしてあるとよい。
【００２５】
一実施例において、図９Ａ〜９Ｇと関連して後述するプロセスを使用した場合、ＡＳＴ検査は、各マイクロウェル１２４の頂面１５０の上方中央円弧部分１５７を通して各ＡＳＴアレイ１２の上方あるいは下方から問い合わせ放射線ビームを送り、各マイクロウェル１２４の下方あるいは上方に設置した比色測定あるいは蛍光測定用の光電検出器を使用して吸光度または色の変化度あるいは蛍光信号の発生度を測定することによって達成し得る。図５のＡＳＴ検査アレイ１２の軸線Ｘ−Ｘは、このＡＳＴ検査中、ほぼ垂直方向に向いている。この理由のために、すべてのマイクロウェル１２４の頂面１５０の上方中央部１５７およびすべてのマイクロウェル１２４の頂面１５０の下方中央部１５９（共にマイクロウェル軸線Ｘ−Ｘと交差している）は、ＳＰＩ＃Ａ−１グレード＃３ダイヤモンド・バフと同等かあるいはそれよりも滑らかな表面仕上げ平滑度を有し、光学干渉を最小限に抑えるように成形される。
【００２６】
犠牲蒸発ウェル１３２（図４Ｂに最も良く示す）は、接種材料ブイヨン溶液の犠牲蒸発が生じ得る蒸発室１４８を提供するように設計してあり、それによって、マイクロウェル１２４からの溶液の蒸発を抑制できるようになっている。マイクロウェル１２４からの蒸発は、それがまず短いマイクロチャネル１３０内から生じ、次いで、犠牲蒸発室１４８から生じてから長いマイクロチャネル１４２およびマイクロウェル１２４から生じなければならないために、抑制される。蒸発室１４８は、さらに、シール可能な真空ポート１３８を提供し、それを通してマイクロウェル１２４内の空気が吸引され得、その結果、吸引時にマイクロウェル１２４がレザバー１３４内のブイヨンを通して気泡を発生させることがなく、接種材料ブイヨン溶液内に気泡を発生させることがない。吸引後、真空ポート１３８は、シールしてレザバー１３４からマイクロウェル１２４内への接種材料ブイヨン溶液の流れを生じさせる。
【００２７】
図５に示すように、第１のマイクロチャネル１３０がアレイ１２の底面１２２に開放溝として形成してあり、これは、蒸発ウェル１３２を図３に最も良く示す頂部開放型矩形の接種材料ブイヨン収容レザバー１３４に接続する。レザバー１３４は、図５に点線で示す閉じた底を有する。レザバー１３４の底の一端は、図５に示す流れ開口１４０を有し、レザバー１３４の開放頂部に給送された接種材料ブイヨン溶液がレザバー１３４から第１のマイクロチャネル１３０を通って、まず、犠牲蒸発ウェル１３２に流れ、そして、そこから第２のマイクロチャネル１４２に流れ、次いで、そこから多数の接続マイクロチャネル１４３を通って一連のマイクロウェル１２４の各々に流れることができる。第１、第２のマイクロチャネル１３０、１４２の開放表面部分、接続マイクロチャネル１４３、流れ開口部１４０、犠牲蒸発ウェル１３２およびアレイ１２の底面１２０に沿ったマイクロウェル１２４は、製造プロセス中に接着剤フィルム層でシールすることによって閉じてある。製造プロセスにおいては、臨床的に重要な抗生物質を異なったマイクロウェル１２４内に入れるが、犠牲蒸発ウェル１３２には入れない。オプションとして、１つのマイクロウェル１２４を空のままに残し、光学分析時に基準信号を発生させるのに使用してもよい。
【００２８】
ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４が図１に示してあり、これは、ＡＳＴ室２２とＡＳＴアレイ・キャリア７４との間に配置してある。ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４は、ＡＳＴキャニスタ１８からＡＳＴ検査アレイ１２を単一の流れの形で取り出し、ＡＳＴアレイ・キャリア７４（図７）内に形成した空のＡＳＴアレイ・スロット８６内にＡＳＴアレイ１２を設置するようになっている。ＡＳＴアレイ１２は、初期の垂直方向向きでＡＳＴアレイ・キャリア７４に装填される。このとき、各マイクロウェルの中心軸線Ｘ−Ｘ（図４Ａに示す）は垂直方向に向いている。図２Ａおよび１０Ａ〜Ｃに関連して後述するように、ＡＳＴ培養、検査中、ＡＳＴアレイ・キャリア７４は、ほぼ水平の向きに再位置決めされ、そこにおいて、各マイクロウェルの中心軸線Ｘ−Ｘがその初期垂直方向向きから約９０度に回転させられ、問い合わせ放射線ビームの経路内に位置する気泡を上方へ、そして、光学読み取り経路から移動させる。ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４は、スロット８６がＡＳＴキャリア移送部７８によって第１ＡＳＴアレイ１２の長さ寸法と整合したときに、整合手段および片寄せ手段と共に作動して、ＡＳＴキャニスタ１８の任意のものから空の平行なスロット８６へ最下方のＡＳＴ検査アレイ１２を正確に整合、排出させる放出手段を包含する。このとき、第１ＡＳＴアレイ１２は、医師の考える第１ＡＳＴ検査を実施するのに必要な抗生物質を収容している。第１のＡＳＴ検査アレイ１２を第１の平行スロット８６に装填した後、ＡＳＴキャリア移送部は、ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４に対して段階的にＡＳＴアレイ・キャリア７４を割り出し、ＡＳＴアレイ・キャリア７４内の第２の空の平行スロット８６と整合させる。ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４に対してＡＳＴアレイ・キャリア７４を移動させると同時に、ＡＳＴキャニスタ・ポスト２０が回転し、ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４に、医師の考える別のＡＳＴ検査を実施するのに必要な適切な抗生物質を予め充填した特定のＡＳＴ検査アレイ１２を収容する別のＡＳＴキャニスタ１８を与える。
【００２９】
ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４は、次いで、第２のキャニスタ１８内の最下方ＡＳＴ検査アレイ１２をＡＳＴアレイ・キャリア７４内の第２の空の平行スロット８６内へ押し込むように作動する。ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４は、ＡＳＴキャニスタ・ポスト２０の回転と関連してこの作業を継続し、最終的に、医師の考える異なったＡＳＴ検査のすべてを実施するのに必要な数の異なったＡＳＴ検査アレイ１２がＡＳＴキャリア７４上に装填される。入力する患者サンプルには識別用記号のバーコードが付けてあり、これから、達成しようとしているＡＳＴ検査をＣＰＵ１５によって確立することができる。
【００３０】
ブイヨンは、代表的に４つの異なったタイプのブイヨンを収容する予充填済みのブイヨン容器１６においてアナライザ１０に供給される。ＣＰＵ１５は、必要なＡＳＴ検査を実施するのに必要なタイプのブイヨン容器１６を自動的に識別し、Ｂ／ＩＤ回転ラック２６を回転させて必要なブイヨン容器１４をブイヨン容器取り扱い装置１０８に与え、したがって、ピペット操作装置４６に与えるようにプログラムされている。上記したように、ピペット操作装置４６は、サンプル・チューブ３４からの既知量の接種材料を取り出し、渦型ミキサーを使用して接種材料およびブイヨンを混合する位置４６ｃでブイヨン容器１４へ接種材料を入れ、次いで、ブイヨン容器１４から接種材料ブイヨン溶液を吸引し、個々の検査アレイ１２の前記接種材料ブイヨン・レザバー１３４に入れるようになっている。
【００３１】
代表的な実施例においては、１０もの多くのＡＳＴ培養ラック７２がＡＳＴ培養・分析室７０内に収容され、また、２０もの多くのＡＳＴキャリア７４が、各ＡＳＴ培養ラック７２内の対の棚７３によって支持されている。最上方対の棚は、廃棄部（図示せず）に移動すべき使用済みのＡＳＴキャリア７４について予約されている。ＡＳＴアレイ・リーダ９０が、ＡＳＴ培養ラック７２の周縁に近接してＡＳＴ培養室７０内に設置してあり、これは、複数対のＡＳＴ培養支持棚７３（図２）の任意の１つからあるいは交互に支持スロット７７（図２Ａ）から単一のＡＳＴアレイ・キャリア７４を取り出し、ＡＳＴアレイ・キャリア７４によって担持されたＡＳＴ検査アレイ１２内に収容されたサンプル上にＡＳＴ光学分析を実施するようになっている。ＡＳＴ光学分析が完了した後、ＡＳＴアレイ・リーダ９０は、同様に、ＡＳＴ培養ラック７２内の当初の位置へＡＳＴアレイ・キャリア７４を戻すようになっている。ＡＳＴリーダ９０は、一対の垂直方向の軸９２上に装着してあり、ＡＳＴ培養室７０内の次の最上方、最下方ＡＳＴアレイ・キャリア７４間で移動することができ、ＡＳＴ培養・分析室７０内のすべてのＡＳＴキャリア７４を検査のためにすべてのＡＳＴ培養ラック７２から取り出すことができる。各ＡＳＴ培養ラック７２は、回転可能なプラテン９１に取り付けてあり、その結果、すべてのＡＳＴキャリア７４を光学分析の必要に応じてＡＳＴリーダ９０に与えることができる。
【００３２】
米国特許第４，４４８，５３４号（本発明の譲受人に譲渡されている）が、アナライザ１０で使用されるＡＳＴリーダ９０の代表である、液体サンプルへ光学濃度検査を実施するためのスキャン装置を記載している。この米国特許の装置は、いくつかの異なった液体サンプルを収容しているマルチウェル式検査装置の各ウェルを自動的に電子走査する光学検査システムを包含する。そこから放射された２つの問い合わせ放射線ビームが、後述するように２つの同心円に配置した複数のＡＳＴ検査ウェルを通って対向するアレイの感光セルに通過する。各検査ウェルに１つの感光セルが設けてある。問い合わせ放射線ビームの強さはモニタすることができ、関連した電力源は、フィードバック機構を使用して安定した強度を維持することができる。オプションとして、放射線を受ける較正用ウェルあるいは比較検査ウェルも設ける。検査アレイが放射線源と感光セル・アレイとの間を通過するとき、電子装置が、アレイ内のすべての検査ウェルのスキャンを順次に完了する際に各検査ウェルから発する光学信号を読み取る。こうして生じた信号は、比較セルからの信号と他の信号または保存データと比較され、ＡＳＴ決定が行われ、次いで、ＣＰＵ１５内に記録され、表示あるいはプリントアウトされる。上記タイプのシステムは、Ｄａｄｅ Ｂｅｈｒｉｎｇ Ｉｎｃ．， Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ， ＩＩＩによってＷａｌｋＡｗａｙ（登録商標）の下に販売されているものに類似している。
【００３３】
図７に示すように、ＡＳＴアレイ・キャリア７４には、多数の個別の平行な開放スロット８６が形成してある。各スロット８６は、キャリア７４のキャリア・ベース７５に形成された細長い光学リーダ開口部９４を有し、上記の光学測定を容易にしている。リーダ開口部９４は、問い合わせ放射線ビームが後述するＡＳＴ検査アレイ１２にある複数のマイクロウェルを通過できるようなサイズ、形状となっている。ＡＳＴアレイ・キャリア７４は、さらに、キャリア７４のベース７５に形成した切り欠き９６および面取り縁１０１溝と、高くなったフランジ１００に形成した一対の面取り縁９８とを有し、アナライザ１０を通じてＡＳＴアレイ・キャリア７４を確実に移送するのを容易にしている。されに加えて、これらの特徴、すなわち、切り欠き９６および面取り縁９８、１０１）は、高くなったフランジ１００と係合する止めに向かってキャリア７４を押圧するようになっている、切り欠き９６のところにある片寄せ手段によって光学分析のためにキャリア７４を正確に移送し、位置決めするのに使用される。スロット８６が、キャリア・ベース７５から上方へ延びる多数の光学的に不透明なレール８７によってこうせいしてあり、これらのレール８７は、ＡＳＴアレイ・キャリア７４を安定かつ確実な位置に維持するのに役立つ。ＡＳＴアレイ・キャリア７４は、必要に応じて、アナライザ１０を通じてＡＳＴアレイ・キャリア７４を移動させるのを容易にすべくベース７５に形成したハンドル９９を有する。
【００３４】
図２Ａの実施例において、ＡＳＴキャリア移送装置７６は、下方ベース・プレート１３上の真空充填ステーション８２とＡＳＴ培養・分析室７０内の最上方培養支持スロット７７との間から垂直方向へ移動できるようになっている。ＡＳＴキャリア移送装置７６は、さらに、真空充填ステーション８２からＡＳＴアレイ・キャリア７４を取り出し、装填したＡＳＴアレイ・キャリア７４を９０度回転させるようになっており、その結果、担持されたＡＳＴマイクロウェル１２４の中心軸線Ｘ−Ｘがほぼ水平方向の向きとなり、これらの水平方向向きのＡＳＴマイクロウェル１２４を担持しているＡＳＴアレイ・キャリア７４を、ＡＳＴ培養・分析室７０内にある複数の開放培養支持スロット７７内へ挿入することができる。開いた第２側部７９が、ＡＳＴ培養・分析室７０の外壁に形成してあり、ＡＳＴキャリア移送装置７６からＡＳＴ培養ラック７２への移送を容易にしている。
【００３５】
アナライザ１０は、多機能サンプル・ピペット操作・給送システム６０を包含しており、これは、ピペット操作装置４６を使用してピペット先端ホルダ４０からピペット先端４２を取り出し、サンプル・チューブ・ホルダ３６内に保持された開放サンプル・チューブ３４から既知量の液体サンプルを吸引し、吸引したサンプルの一部あるいはすべてを、ブイヨン容器１４またはＩＤ検査ロータ１６のいずれかあるいはこれら両方に充填する。ピペット操作装置４６は、代表的には、ＣＰＵ１５によって制御されるようなステッパモータ・リードスクリュウによって以下の位置の間を移動させられるようになっている。すなわち、１．ピペット先端６２にアクセスするための第１位置（４６ａで示す）、２．サンプル・チューブ３４からサンプルを吸い込むための第２位置（４６ｂで示す）、３．ブイヨン容器１４へ既知量のサンプルを充填し、次いで、ブイヨン容器１４から既知量の混合済みサンプル・ブイヨン溶液を吸い出すための第３位置（４６ｃで示す）、４．ＡＳＴ検査アレイ１２に既知量の混合サンプル・ブイヨンを充填するための第４位置（４６ｄで示す）、５．ＩＤ検査ロータ１６に既知量のサンプルを充填するための第５位置（４６ｅで示す）である。
【００３６】
サンプル・ピペット操作・給送システム６０は、位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃ、４６ｄおよび４６ｅの軌跡Ｌによって構成される線形経路に沿って、２つ互いに反対の方向に移動する。アナライザ１０のこの特徴は、ピペット先端ホルダ４０内のピペット先端４２、サンプル・チューブ・ホルダ３６内のサンプル・チューブ３４、ブイヨン容器１４、ＡＳＴアレイ・キャリア７４内のＡＳＴ検査アレイ１２および充填・遠心分離装置５２内のＩＤロータ１６間のピペット操作装置４６の移動を簡単にする。位置４６ａ、４６ｂ、４６ｃおよび４６ｅは、軌跡Ｌに沿った固定位置であるが、図６と関連して説明したように、位置４６ｄは、多数の位置であり、そこにおいて、サンプル・ブイヨン溶液がＡＳＴアレイ１２内のレザバーへ充填されてアレイ１２を満たす。
【００３７】
サンプル・ピペット操作・給送システム６０は、さらに、前記ピペット操作装置４６ｂ／ＩＤ回転ラック２８からブイヨン容器１４を取り出し、ピペット操作装置４６にこのブイヨン容器１４を与えるようになっているブイヨン容器取り扱い装置１０８、ＩＤ培養および分析室４８からＩＤ検査ロータ１６を取り出し、このＩＤ検査ロータ１６をピペット操作装置４６に与えるようになっているＩＤロータ充填・遠心分離装置５２を包含する。ＩＤロータ充填・遠心分離装置５２は、さらに、ピペット操作装置４６に与えた後、装填済みのＩＤ検査ロータ１６をＩＤ培養室４８へ戻すようになっている。ＩＤロータ充填・遠心分離装置５２は、さらにまた、サンプルを充填した後にＩＤ検査ロータ１６を回転させて遠心分離を行い、ピペット操作装置４６によって充填したサンプルを均一に分布させる用になっている。ピペット操作装置４６の機能を実施するようになっている装置は、一般的に知られているものであり、代表的には、ステッパモータ・リードスクリュウ、真空作動式液体サンプル吸引／充填システム、下端にテーパ付きピペット先端マンドレルを有する垂直方向線形駆動部を包含し、このマンドレルは、ピペット先端４２内へ締り嵌めするようなサイズとなっている。
【００３８】
図６Ａ〜６Ｄは、図５のＡＳＴ検査アレイを充填する際の、図３のサンプル・ピペット操作・移送システム６０の動作を示しており、ピペット操作装置４６によってサンプル・チューブ３４から吸い込んだ液体サンプルをＡＳＴ検査アレイ１２およびＡＳＴ検査マイクロウェル１２４に高速充填する状態を示すために簡略化してある。図６Ａから始めて、ここには、ＡＳＴ検査アレイ１２を部分的に装填してあり、ＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０Ｂ上に支持されたＡＳＴキャリア７４が、ＡＳＴキャリア移送装置７６とＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４との間に位置して示してある。図６Ａ〜６Ｄにおいて、２つの同一のＡＳＴアレイ・キャリア・ベッドが、説明のために８０Ａ、８０Ｂで示してある。ＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０Ａは、図６Ａにおいては空として示してある。上述したように、ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４は、ＡＳＴキャニスタ１８からＡＳＴ検査アレイ１２を単一の流れの形で取り出し、そして、ＡＳＴキャリア７４がＣＰＵ１５によって制御されるなどしてＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０Ｂによって担持される第１方向（説明の目的で図６Ａにおいて矢印「上向き」で示してある）に沿って前進するにつれて、ＡＳＴキャリア７４内に形成された多数の空のＡＳＴアレイ・スロット８６内にＡＳＴアレイ１２を連続的に置くようになっている。「上向き」移動方向矢印（以後、「上向き方向」と呼ぶ）で示したように、空のＡＳＴキャリア・ベッド８０Ａは、部分的にＡＳＴ検査アレイ１２を装填されたＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０Ｂ上のＡＳＴキャリア７４の「前方」に示してある。説明を明確にするために、ＡＳＴアレイ・キャリア移送部７８は、図６Ｂに点線で１つだけ示してあり、ＡＳＴキャリア移送部７８が図６Ａ〜６Ｄの各々にあるとしても、その２つの移動方向は、双頭矢印で示す。
【００３９】
図６Ｂは、ＡＳＴキャリア７４にＡＳＴアレイ１２を装填する次の段階を示しており、ここでは、第４のＡＳＴアレイ１２がＡＳＴアレイ・キャリア７４に装填されつつある。ブイヨン容器１４から或る量の接種材料ブイヨン溶液を吸い出したピペット操作装置４６は、位置４６ｄにあり、既知量の接種材料ブイヨン溶液を、ＡＳＴアレイ・キャリア７４に装填した第１のＡＳＴ検査アレイ１２のレザバー１３４内に充填する。前述したように、ピペット操作装置４６は、サンプル、ブイヨンを適正に混ぜ合わせた後にブイヨン容器１４から既知量の接種材料・ブイヨン溶液を吸引する第３位置４６ｃと、ＡＳＴ検査アレイ１２に既知量のサンプルおよびブイヨンを充填する第４位置４６ｄとの間でＣＰＵ１５によって制御される。ピペット操作装置４６は、必要に応じて「上方へ」または「下方へ」ＡＳＴアレイ・キャリア７４を「追跡」し、ＡＳＴアレイ・キャリア７４によって担持されたすべてのＡＳＴ検査アレイ１２内へ接種材料ブイヨンを充填し、ＡＳＴアレイ１２を固定位置（単数または複数）で充填することを不要にしている。
【００４０】
このプロセスは、必要数のＡＳＴアレイ１２をＡＳＴアレイ・キャリア７４内に形成されたＡＳＴアレイ・スロット８６に装填するまで続けられる。この段階で、ＡＳＴアレイ・キャリアの移動方向は、「上向き」方向と反対の方向、すなわち、図６Ｃに「下向き」の移動方向矢印で示す方向に反転する。ＡＳＴアレイ・キャリア移送部７８は、空のＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０ＡがＡＳＴキャリア移送装置７６と整合するまで下向きの移動方向へ移動し続ける。このこの段階（図６Ｄ）で、ＡＳＴアレイ・キャリア移送部７８は停止させられ、そして、空のＡＳＴキャリア７４が、ＡＳＴキャリア移送装置７６によってＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０Ａ上に移動させられる。この段階で、ＡＳＴアレイ・キャリア移送部７８の移動方向は、「上向き方向」に再度反転し、空のＡＳＴアレイ・キャリア７４が、ＡＳＴキャリア移送装置７６によって、ＡＳＴ培養・分析室７０内で利用できるようにした多数の同様の空ＡＳＴキャリア７４から得られる。この間、ピペット操作装置４６は、ＡＳＴアレイ・キャリア７４を「追跡」し続け、すべてのＡＳＴアレイ１２が満たされるまで、「移動」位置４６Ｄで、ＡＳＴアレイ・キャリア７４上のＡＳＴ検査アレイ１２へ既知量の接種材料ブイヨンを充填し続ける。この「上向き」方向の移動は、すべての充填済みのＡＳＴアレイ１２を有するＡＳＴアレイ・キャリア７４がＡＳＴキャリア移送装置７６と整合するまで継続し、この段階（図示せず）で、ＡＳＴアレイ・キャリア移送部７８が停止し、ＡＳＴキャリア移送装置７６がＡＳＴアレイ・キャリア・ベッド８０ＢからＡＳＴアレイ・キャリア７４を取り出し、このＡＳＴアレイ・キャリア７４を操作プレート１１にあるＡＳＴ移送開口部８１を通して最下方位置へ下降させる。この位置において、ＡＳＴキャリア移送装置７６が、下方ベース・プレート１３に位置したＡＳＴ真空充填ステーション８２内へＡＳＴアレイ・キャリア７４を充填する。ＡＳＴアレイ・キャリア７４をＡＳＴ真空充填ステーション８２に充填した後、ＡＳＴキャリア移送装置７６は、ＡＳＴ移送ロッド８３に沿ってＡＳＴ培養ラック７２まで垂直方向に移動し、ＡＳＴ培養・分析室７０からＡＳＴ培養室６０の外壁に形成した開放側部７４を通して未充填ＡＳＴキャリア７６を取り出す。
【００４１】
ピペット操作装置４６によるＡＳＴキャリア７４上へのＡＳＴアレイ１２の装填は、ＡＳＴアレイ・キャリア７４がすべての充填済みＡＳＴアレイ１２を含むまでこのプロセスで続けられ、この段階で、ＡＳＴアレイ・キャリア７４が、ＡＳＴキャリア移送装置７６によって取り出され、ＡＳＴアレイ・キャリア移送部７８の移動方向が再び「上向き方向」へ反転し、その結果、８０Ｂ上の未装填ＡＳＴアレイ・キャリア７４が、次に、ＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４によってＡＳＴアレイ１２を装填され得る。このＡＳＴアレイ・キャリア７４装填プロセスは、未充填ＡＳＴアレイ１２がＡＳＴアレイ・キャリア７４上に位置すると直ちに開始し、ピペット操作装置４６がＡＳＴ検査アレイ１２に接種材料ブイヨンを充填し始める。この状況は、図６ＡのＡＳＴアレイ装填・充填段階を正確に繰り返され、図６Ａ〜６Ｄに示すＡＳＴアレイ１２充填段階が必要に応じて繰り返され得る。
【００４２】
アナライザ１０の作動中、検査しようとしている患者サンプルは、バーコード式に識別記号を付けられ、この識別記号から、行おうとしているＩＤ、ＡＳＴ検査を識別することができる。アナライザ１０は、適切なサンプル・試薬取り扱いプロトコルを自動的に実施するように周知のコンピュータ・ベース・プログラミング・ツールを使用してプログラムされる。コンピュータＣＰＵ１５は、こうして、必要なＡＳＴ検査を完了するのに必要な異なったＡＳＴ検査アレイ１２、ブイヨン容器１４の数を自動的に決定する。ＡＳＴキャニスタ・ポスト２０は、自動的に回転させられて、必要なＡＳＴ検査アレイ１２を含むＡＳＴキャニスタ１８をＡＳＴアレイ・ディスペンサ８４に与え、これらのＡＳＴ検査アレイ１２をＡＳＴキャリア７４に装填し、種々の充填、培養、検査ステーションへ移送することができる。
【００４３】
図６Ａ〜６Ｄに示すピペット操作プロセスを用いて、充填済みのＡＳＴアレイ１２は、ＡＳＴキャリア移送装置７６によってアレイ充填ステーション８２へ移送され、そこにおいて、接種材料ブイヨン溶液が真空充填手段を使用して個々のアレイ１２内のすべての検査マイクロウェル１２４に給送される。マイクロウェル１２４を検査しようとしている接種材料ブイヨン溶液で満たすために、ピペット操作システム４６は、図６Ａ〜Ｄと関連して説明したように、ＡＳＴキャリア７４上に担持された各ＡＳＴ検査アレイ１２内のレザバー１３４に所定量の接種材料ブイヨン溶液を計量分配する。レザバー１３４のすべてに接種材料ブイヨン溶液が充填されたとき、ＡＳＴキャリア移送装置７６は、ＡＳＴアレイ・キャリア７４をＡＳＴアレイ真空充填ステーション８２へ移動させ、そこにおいて、クラムシェル状の真空室が、ＡＳＴアレイ・キャリア７４を覆うように下降させられ、真空がそこに担持されたすべてのＡＳＴ検査アレイ１２に適用される。ＡＳＴ検査アレイ１２の検査ウェルを満たすのに用いられる真空充填ステーション８２は、この技術分野では一般に知られたものであり、代表的には、ＡＳＴ検査アレイ１２内に真空を発生させたり、解除させたりする手段を包含し、一般的には、真空ポンプ、適当な真空制御弁、空気フィルタおよび圧力トランスジューサからなる。これらの圧力トランスジューサは、ＣＰＵ１５によって制御されて、シール可能な空気ポート１３８がシールされ、ＡＳＴ検査アレイ１２が大気圧に開放されたときに、過剰量の気泡を形成させないように真空を適用したり、解除したりする。真空が検査アレイ１２まわりに適用されたとき、空気がシール可能な真空ポート１３８を通してすべてのＡＳＴマイクロウェル１２４から除去される。この真空ポートは、マイクロチャネル１４２、１４３によって個別のＡＳＴマイクロウェル１２４と流体連通している。この吸引プロセス後に、熱源を所定時間にわたって真空ポート１３８と接触させ、真空解除時に空気流に対してポート１３８をシールする、あるいは閉じることができる。ひとたびポート１３８をシールしたならば、真空室内の真空が解除される。あるいは、弾性ストッパを蒸発ウェルと別の空気ポートに押しつけてもよい。レザバー１３４内の接種材料ブイヨン溶液にかかる大気圧は、接種材料ブイヨン溶液を、開口１４０を通してマイクロチャネル１３０、１４２、１４３に流入させ、それによって、犠牲蒸発ウェル１３２を充填し、また、ＡＳＴアレイ・キャリア７４によって担持されたＡＳＴ検査アレイ１２の各々にあるすべてのマイクロウェル１２４に流入させる。マイクロウェル１２４に接種材料ブイヨン溶液を充填したとき、室１５８内に捕らえられた空気は、マイクロウェル１２４内の気泡トラップとして作用するくぼんだ頂縁部分１６０に流れることになる。
【００４４】
ＡＳＴ検査アレイ１２は、真空充填ステーション８２から取り出された後、ＡＳＴキャリア移送装置７６によって分析・培養室７０へ移送される。ＡＳＴ検査は、各ＡＳＴアレイ１２の上方あるいは下方から各マイクロウェル１２４の頂面１５０の研磨した中央円弧部分１５７を通る問い合わせ放射線ビームを使用し、各マイクロウェル１２４の下方あるいは上方に位置した比色測定あるいは蛍光測定用の光電検出器を用いて吸光度、色変化度あるいは蛍光信号の発生度を測定することで、ＡＳＴアレイ・リーダ９０によって分析・培養室７０内で行うことができる。本発明の第１実施例において、ＡＳＴ検査の前に、望ましくない気泡がマイクロウェル１２４に含まれる液体に行われる光学測定と干渉しないようにするため、図９Ａ〜９Ｇに示すようのプロセスを行うとよい。図９Ａは、図８Ａ〜８Ｄの真空充填プロセス中に、気泡トラップ１６０内に捕らえられないエアポケットあるいは気泡１６０Ａを示している。
【００４５】
ここで、このような望ましくない気泡１６０Ａが、第１方向（図９Ｂ）へＡＳＴアレイ１２を傾け、気泡トラップ１６０内に捕らえられた気泡を外に移動させ、マイクロウェル１２４の上面に沿って位置する気泡１６０Ａを移動させ、次いで、たとえば、図９Ｃに双頭矢印で示す水平面内で前後に動かすことで攪拌し、すべての空気をトラップ１６０の位置に対向する上方マイクロウェル角隅１６１（図９Ｅに示す）へ移動させ、それによって、マイクロウェル１２４内のすべての気泡１６０Ａを気泡トラップ１６０（図９Ｆ）に捕らえることによって排除し得ることが発見された。検査前に、アレイ１２は、その当初の位置（図９Ｇ）に戻される。本実施例において、検査中、そして、図９Ａ−９Ｇのプロセス後に、ＡＳＴアレイ１２は、マイクロウェル軸線Ｘ−Ｘがほぼ垂直方向に向き、問い合わせ放射線ビームが図２のアナライザ１０における図５のマイクロウェル１２４の上方あるいは下方から軸線Ｘ−Ｘに沿って通過するような向きとされる。
【００４６】
図１０Ａ〜Ｃに示す本発明の別の実施例において、アレイ１２を真空充填ステーション８２から除去し、分析・培養室７０へ移送した後、ＡＳＴ検査アレイ１２が、９０度だけ再方向付けされ、マイクロウェル軸線Ｘ−Ｘがほぼ水平の向きとされる。（図１０Ａ、１０Ｃにおいて上向きを示す矢印は、重力の方向で定まる垂直方向にある。）図２Ａは、開放支持スロット７７における多数の垂直方向向きのＡＳＴキャリア７４を支持し、多数のＡＳＴ検査アレイ１２を再方向付け位置に保持し、各マイクロウェル１２４が図１０Ｃに示すように水平方向向きのマイクロウェル軸線Ｘ−Ｘを有する用になっている回転可能なＡＳＴ培養ラック７２を有するＡＳＴ培養・分析室７０を示している。培養中の所定時間間隔で、ＡＳＴキャリア７４は、ロボット手段（図示せず）によってこれの再方向付け位置（図１０Ａに概略的に示す）おけるＡＳＴアレイ・リーダ９０内へ移動させられる。図１０Ｂは、図１０ＡのＡＳＴアレイ１２の頂面図を示しており、また、ＡＳＴキャリア７４内に支持されたＡＳＴアレイ１２における各マイクロウェル１２４の軸線Ｘ−Ｘに沿った問い合わせ放射線ビームを発生させ、捕獲するようになっている普通の放射線源１７０を概略的に示している。図１０Ｃは、個別のマイクロウェル１２４の拡大概略図であり、ほぼ水平方向に向いたＡＳＴマイクロウェル１２４の軸線Ｘ−Ｘに沿って通過し、放射線光電池１７２によって捕獲された問い合わせ放射線１６８を示している。ＡＳＴ読み取り中、ＡＳＴアレイ１２の最も左のマイクロウェル１２４が同時に読み取られ、放射線源１７０および放射線検出光電池１７２が、次に、マイクロウェル１２４のアレイに沿って左から右へ段階的に移動させられ（図１０Ｂの破線矢印で示す）、ＡＳＴ検査読み出しを行うようにそれぞれの連続したマイクロウェルのところで停止させられる。このようにして、個別のアレイ１２における次の隣接したマイクロウェル１２４からのクロストーク信号が最小限に抑えられる。前述したように、次の隣接したＡＳＴアレイ１２は、次の隣接したＡＳＴアレイ１２から、ＡＳＴキャリア７４のキャリア・ベース７５から上方へ延びる光学的に不透明なレール８７によって互いから隔離されており、クロストーク信号を最小限に抑えることができる。
【００４７】
本発明のこの好ましい実施例においては、ＡＳＴマイクロウェル１２４の水平方向向きにより、マイクロウェル１２４内に溶液に作用する重力が、マイクロウェル１２４内に収容された検査溶液１５９内に閉じ込められた任意の気体に作用する重力よりも大きくなる。その結果、検査溶液は、重力によって下方へ引かれ、マイクロウェル１２４内に残っているより軽い気泡を最上方側壁１５６から排出させ、最上方側壁１５６に向かって上方へ移動させ、マイクロウェル１２４に収容された溶液に実施される光学測定の経路から外すことができる。ここで、図１０Ｃに示すように、空気を単一のポケット内に捕らえるべく気泡トラップ１６０がマイクロウェル１２４でもはや使用されていないことに注目されたい。検査前に、ＡＳＴキャリア７４は、圧電装置９１によって僅かに振動させるか、または、リーダ９０内の機械的なホイール９３によってマイクロウェル１２４のＸ−Ｘ軸線に沿って移動させ、マイクロウェル１２４内に収容された溶液を再懸濁化するかまたは混合する。この好ましい実施例において、各ＡＳＴ検査マイクロウェルの内部は、滑らかな細長い卵形に形成してあり、図５Ａに示すような別体の気泡トラップを包含しない。ＡＳＴキャリア７４がマイクロウェル１２４のＸ−Ｘ軸まわりに移動させられている間、ＡＳＴ検査前に、マイクロウェル１２４内の空気がマイクロウェル１２４の内面に沿って掃引し、ＡＳＴ反応室１５８内の溶液の攪拌、再懸濁化を助ける。
【００４８】
ここで、ここに開示した発明の実施例が、発明の原則を説明するものであり、なお発明の範囲内にある他の変更態様も使用し得ることは了解されたい。したがって、本発明は、本明細書に示し、説明したこれらの実施例そのものに限定されるものではなく、特許請求の範囲によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明を説明する自動微生物アナライザの概略平面図である。
【図２】
図１の自動微生物アナライザの概略立面図である。
【図２Ａ】
図１の自動微生物アナライザの別実施例の概略立面図である。
【図３】
図１のアナライザで使用できるＡＳＴ検査アレイの頂面図である。
【図４Ａ】
図３のＡＳＴ検査アレイの横断面図である。
【図４Ｂ】
図３のＡＳＴ検査アレイの横断面図である。
【図５】
図３のＡＳＴ検査アレイの底面図である。
【図５Ａ】
図２Ａのアナライザで役立つＡＳＴ検査アレイの別実施例の底面図である。
【図６Ａ】
図３のＡＳＴ検査アレイを充填する際の図３のサンプル・ピペット操作・移送システムの機能を説明する図である。
【図６Ｂ】
図３のＡＳＴ検査アレイを充填する際の図３のサンプル・ピペット操作・移送システムの機能を説明する図である。
【図６Ｃ】
図３のＡＳＴ検査アレイを充填する際の図３のサンプル・ピペット操作・移送システムの機能を説明する図である。
【図６Ｄ】
図３のＡＳＴ検査アレイを充填する際の図３のサンプル・ピペット操作・移送システムの機能を説明する図である。
【図７】
本発明で役立つＡＳＴアレイ・キャリアの斜視図である。
【図８Ａ】
図３のＡＳＴ検査アレイを使用している液体サンプル充填プロセスを説明する図である。
【図８Ｂ】
図３のＡＳＴ検査アレイを使用している液体サンプル充填プロセスを説明する図である。
【図８Ｃ】
図３のＡＳＴ検査アレイを使用している液体サンプル充填プロセスを説明する図である。
【図８Ｄ】
図３のＡＳＴ検査アレイを使用している液体サンプル充填プロセスを説明する図である。
【図９Ａ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図９Ｂ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図９Ｃ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図９Ｄ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図９Ｅ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図９Ｆ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図９Ｇ】
図３のＡＳＴ検査アレイ内に空気を捕獲する一方法を説明する図である。
【図１０Ａ】
図５ＡのＡＳＴ検査アレイを使用している本発明の光学問い合わせプロセスを説明する図である。
【図１０Ｂ】
図５ＡのＡＳＴ検査アレイを使用している本発明の光学問い合わせプロセスを説明する図である。
【図１０Ｃ】
図５ＡのＡＳＴ検査アレイを使用している本発明の光学問い合わせプロセスを説明する図である。
【符号の説明】
１０      自動ランダム・アクセス式微生物アナライザ
１２      ＡＳＴ検査アレイ
１４      ブイヨン容器
１６      ＩＤ検査ロータ
１８      ＡＳＴ検査アレイ・キャニスタ
２０      ＡＳＴキャニスタ・ポスト
２２      ＡＳＴ群室２２
２３      第１ドアまたはシール
２６      回転ラック
２７      第２ドア
２８      Ｂ／ＩＤ室
３２      ＩＤキャニスタ
３４      サンプル・チューブ
３６      サンプル・チューブ・ホルダ
３８      Ｓ／ＰＴトレイ
４０      ピペット先端ホルダ
４４      Ｓ／ＰＴトレイ・モータ
４６      ピペット操作装置
４８      培養・分析室
５０      ＩＤロボット装置
６０      サンプル・ピペット操作・給送システム
７０      ＡＳＴ培養・分析室
７２      回転可能なＡＳＴ培養ラック
７４      ＡＳＴキャリア
７６      ＡＳＴキャリア移送装置
１２４    マイクロウェル
１３２    犠牲蒸発ウェル
１３４    レザバー
【国際公開パンフレット】
2004520594.tif 000002
2004520594.tif 000003
2004520594.tif 000004
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【国際調査報告】
2004520594.tif 000039