微生物の増殖を検出するための検出方法および装置
１つまたは複数の微生物を含むと疑われる試料の変化を、そうした微生物の代謝過程によって引き起こされる、試料の誘電率の変化を監視することによって、非侵襲的に測定するためのシステムおよび方法が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体サンプルの汚染を回避するように、非侵襲的な方法で生体サンプルの変化を測定するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のところ、患者の体液内、特に血液内の細菌のような生物活性病原体の存在は、血液培養バイアルを用いて判断される。少量の血液が、密閉ゴム隔壁を通して、培地を含む滅菌バイアルに注入され、次に、該バイアルが、細菌増殖のために培養され、監視される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そして、培養バイアルの通常の目視検査は、バイアル内の液体懸濁液の濁度を監視すること、あるいは、その最終的な色の変化を観察することを含んでいる。既知の計器法を用いて、細菌増殖の代謝副生成物である、培養ボトルの二酸化炭素の含量の変化を検出することもできる。二酸化炭素含量の監視は、当技術分野において十分に確立された方法によって達成され得るが、これらの方法の大部分は、侵襲的な手技を必要とするものであり、バイアル内の交差汚染という周知の問題をもたらす場合がある。
【０００４】
上記の問題に対する１つの解決法は、非侵襲的な赤外線微生物検出装置の使用を含み、この装置では赤外線透過ウィンドウを有する特別なバイアルが用いられる。しかしながら、これらのバイアルは、比較的高価である。さらに別の解決法においては、ガラス製バイアルが、自動化されたマニピュレータ・アームによって赤外分光計に移送され、該ガラス製バイアルを通して測定が行われる。このシステムの不利な点は、ガラスの高い赤外線吸収作用のため、ガラス壁厚の僅かな変化により、測定されるヘッドスペース・ガスの吸収において大きなエラーが生じ得る点である。これらの問題は、高品質のガラス製バイアルを用いることによって、ある程度は減少され得るが、この測定は、比較的高いバイアル・コストをもたらす。
【０００５】
さらに他の解決法は、バイアル内部に配置された化学センサの使用を含んでいる。これらのセンサは、色を変化させることに、あるいは、蛍光強度を変化させることに基づいて、液相における二酸化炭素濃度の変化に反応する。これらの技術は、光度の測定に基づくものであり、励起および／または放出信号における分光フィルタリングを必要とする。しかしながら、このような解決法では、光源、光検出器、フィルタ、またはセンサのいずれかが、時間と共にエージング効果を示すとき、強度の応答性が変わり、エラーが生じることがある。
【０００６】
したがって、サンプルの汚染を回避するように、非侵襲的な方法でサンプルの変化を測定するためのシステムおよび方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態において、本発明は、微生物が培地の本質的成分を代謝の副生成物に代謝する際、増殖培地の生体サンプルの誘電率の変化を測定するためのシステムおよび方法を提供する。
【０００８】
別の実施形態において、本発明は、種々の有機化合物および無機化合物の分解および形成による生体サンプルの誘電率の僅かな変化が静電容量値を変えるように、電気力学場を確立するためのシステムおよび方法を提供する。（ここに用いられる電気力学場は、例えば、容量性電極間の誘電率の変化を感知することができる様々な電場のような、物理変化または化学変化により測定可能な電位変化を引き起こすように構成された電場を指し示す。）
【０００９】
更に別の実施形態において、本発明は、静電容量値の変化を測定し、生物学的増殖物質についての対応する変化値を求めるためのシステムおよび方法を提供する。
【００１０】
実施形態によると、システムおよび方法は、サンプルに隣接して配置された、少なくとも１つの電極、好ましくは複数の電極に電気力学場を生成するために提供され、それは、サンプル内の僅かな静電容量の変化が測定され得るように仮想接地に対して適切な自己静電容量を有する。種々の有機化合物および無機化合物の分解および形成によるサンプルの誘電率の変化が、仮想接地に対する電極の静電容量を変え、発生するサンプルの変化に対応する測定を提供するので、電極は、サンプルと直接接触した状態で配置される必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記および他の目的および利点は、以下の図面および詳細な説明を考慮することで明らかになるであろう。本発明の実施形態が添付の図面に示される。
【００１２】
図面において、同様の番号は同様の要素を示すことが理解されるであろう。
【００１３】
本発明の１つの実施形態においては、少なくとも１つの電極、好ましくは複数の電極を用いて電気力学場が生成され、それら電極は、典型的には増殖培地内の、細菌のような微生物を含み得る生体サンプルを含有するサンプルに隣接して配置され、かつ、僅かな変化が測定され得るように仮想接地に対して適切な自己容量を有する。種々の有機化合物および無機化合物の分解および形成によるサンプルの誘電率の変化が、仮想接地に対する電極の静電容量を変化させるので、電極は、サンプルと直接接触した状態で配置される必要がない。典型的には、全サンプルの誘電率が測定されるが、例えば、周囲部分のようなサンプルの部分を監視するように、電極を構成することが可能である。増殖培地における流体サンプルが一般的であるが、食品または組織のような固体サンプルもまた考えられる。
【００１４】
図１に概略的に示される本発明の実施形態において、２つの導電性電極１０２および１０４を含む回路１００が、絶縁性の増殖容器またはボトル１０６の周りに配置される。１つの態様においては、図２Ａにおいて明確に示されているように、電極１０２、１０４は、互いに組み合わされた形式で構成される。電極１０２は、センサ電極として構成され得、電極１０４は、接地基準電極として構成され得る。フレキシブル回路１００は、典型的には、容器またはボトル１０６の周りに巻き付けられるので、電極の表面領域は、内部の液体サンプル１０８に物理的に近接しており、そこでサンプル１０８の誘電率が微生物の増殖および代謝産物の放出と共に変化する。
【００１５】
両電極１０２および１０４についての導電性シートは、回路インピーダンスを定量化するために正弦波を生成する差動交流信号生成装置１１０に接続される。図１の装置において、一方の電極に適用される信号は、他方の電極に適用される信号とは、１８０度だけ位相がずれている。当業者には既知の標準的な方法によって容易に定量化することができる相互静電容量を介して、電流を一方の電極から他方の電極に提供するように、信号の周波数が選択される。
【００１６】
抵抗器１１２は、信号生成装置１１０とセンサ電極１０２との間に直列に電気的に結合され、そこで、電流は、電極１０２と１０４との間の静電容量に反比例する割合で、抵抗器１１２を通って変化する。そして、デジタル・マルチメータ（ＤＭＭ）のような試験装置１１４を用いて、抵抗器１１２の両端の電圧値を測定することができる。
【００１７】
上述したように、電流は、電極１０２と１０４との間の静電容量に反比例して抵抗器１１２を通って変化する。電極１０２と１０４との間の静電容量は、モデル回路１１６によって示され得、モデル回路１１６は、電極１０２と１０４との間、電極１０４と接地との間、および電極１０２と接地との間の自由空間の静電容量における変化を表している。当業者にとって既知のように、静電容量は、介在する材料（すなわち、ボトル１１６および内部のサンプル１０８）のサイズ、間隔、および誘電特性によって、電極と他の物体との間で変化する。
【００１８】
図２Ａは、本発明の実施形態による電極の構成を示す。図２Ａにおいて、両手の指が組み合わされたような電極１０２および１０４が、マイラー膜またはケブラー膜のようなフレキシブル回路基板１０５上またはフレキシブル回路基板１０５内に提供される。幾つかの実施形態において、電極１０２および１０４には、各電極を信号生成装置１１０と電気的に結合させる手段を提供するための接触タブ１０１および１０３が設けられる。所望の静電容量値を確立するために、電極１０２と１０４との間に、任意の数の隙間または間隔を提供することができる。そして、図２Ｂに示されているように、培養バイアルまたはボトル１０６を取り囲むために、フレキシブル基板１０５が用いられ得る。一旦取り囲まれると、当業者には明らかなように、電磁場が確立される。
【００１９】
ボトル１０６内のサンプル１０８の誘電率が変化するので、電極１０２と１０４との間の電流は、サンプル・ボトルの誘電率の変化に反比例する形で変化する。これは、選択された周波数における容量性リアクタンスの変化の結果である。例えば、サンプル１０８内の微生物が糖を代謝して溶解ガス、酵素、たんぱく質、および老廃物にするとき、誘電率が変化する。測定に影響を与える任意の数の可能な変数を評価することができ、これらは例として与えられるにすぎない。
【００２０】
図３は、多数のボトル１０６をインキュベータ組立体３０２に挿入することができるシステムの実施形態を示す（便宜上、たった一つのボトル１０６のみが示されている）。この実施形態によると、各ボトル１０８は、例えば、上述のようなタイプのフレキシブル基板およびフレキシブル回路１００の電極で囲まれる。次に、囲まれたバイアル１０６は、インキュベータ組立体３０２の各々のインキュベータ・ウェル３００に嵌められ得る。各々のウェル３００内には、フレキシブル回路１００のフレキシブル基板に配置された各電極１０２および１０４の接触タブ１０１および１０３を受けるように、電気コネクタが設けられ得る（図示せず）。一旦配置されると、生物学的増殖培地における誘電率の変化といった、サンプルの変化を測定する方法が、ここに説明されるように実施され得る。
【００２１】
本発明の方法の実施形態が、図４のフローチャートに示される。具体的には、各ボトル１０６にフレキシブル回路１００が提供され、各ボトル１０６がインキュベータ組立体３０２内に配置されると、ユーザ要求がその内部の変化を検出するためになされ得、それは以下のステップ４０２乃至４３６において達成することができる。ステップ４０２でのボトル１０６内の代謝産物の変化を判断するための要求に基づいて、ステップ４０４において、本発明の実施形態が、電気力学場（ｅ−場）センサ・セット（例えば、電極１０２および１０４）の走査を開始する。（図４において、「ＥＦ」は、電場の読み取り値を指し、「Ｅｎ」は、電極のセット数（ボトルごとに１セット）を指し示す。）この時点で、システムは、次に、ステップ４０６において、第１のボトルのｅ−場センサ・セット・データ（ＥＦ1）を記録し、その測定値にタイムスタンプを押す。その後、ステップ４０８において、システムは、次のｅ−場センサ・セット（Ｅｎ）に移動し、ｅ−場センサ・セット・データを記録し、測定値にタイムスタンプを押す。システムは、ｅ−場センサの各セットが測定され、記録されるまで、ステップ４０６および４０８を繰り返し続け、次に、全てのボトル１０６のｅ−場センサが測定されたとき、始めに戻る。
【００２２】
ステップ４０６および４０８において、全てのセンサ・セットを完全に通し終えると、次に、システムは、ステップ４１０において、測定値を、それぞれ、特定のセンサ・セットについての記録内に格納する。ステップ４１２において、次に、システムは、各センサ・セットに関する連続的な記録を評価することができる。次に、ステップ４１６において、システムは、測定された値の変化を検出することができ、例えば、この例においては、電流の電場読み取り値がその前の３つの読み取り値の各々と比較して２％より大きい増加を示すかどうかを検出する。示さない場合には、システムは、ステップ４１８においてその情報を評価し、その前の５つの読み取り値と比較して１０％より多い電場読み取り値の減少があるかどうかを判断する。ステップ４１６において増加がある場合には、システムは、次に、ステップ４２０においてその前の４つの電場読み取り値が、正の二次導関数を示すかどうかを判断する。
【００２３】
ステップ４２０において、読み取り値が正の二次導関数を示さない場合には、システムは、ステップ４２２においてその情報を評価し、この前の４つの電場読み取り値が負の二次導関数を示すかどうかを判断する。ステップ４２０において正の二次導関数がある場合には、システムは、次に、ステップ４２４において、電流読み取り値の増加が以前の読み取りの値の９０％より大きいかどうかを判断する。ステップ４２４において、電流読み取り値の増加が以前の読み取りの値の９０％より大きい場合には、システムは、次に、ステップ４２６において、電極に対して陽性培養を示すと判断する。言い換えると、電流読み取り値が、以前の読み取り値の少なくとも９０％またはそれより高い信号強度値を示す場合には、「陽性」と判定される。ステップ４２４において試験された読み取り値が以前の読み取り値の９０％より少ない場合には、システムは、ステップ４２８に進み、走査されている電極に属する培養が、試験プロトコルによって確立された最短期間、試験されたかどうかを判断する。試験プロトコル期間が満たされている場合には、ステップ４３２において、システムは、陰性培養を示すと判断する。試験プロトコル期間が満たされていない場合には、ステップ４０２において、システムは、走査を再び始める。
【００２４】
ステップ４１８に戻ると、ステップ４１８において、その前の５つの読み取り値と比較して１０％より多い電場読み取り値の減少がある場合には、システムは、ステップ４２２に進む。減少がない場合には、システムは、ステップ４２８においてその情報を評価し、電極に属する培養が、プロトコルによって確立された最短期間、試験されたかどうかを判断する。期間が満足のいくものである場合には、ステップ４３２において、システムは、電極に対して陰性培養を示すかどうかを判断する。言い換えると、電流読み取り値が、以前の読み取り値からの信号強度の低下を示さない場合には、「陰性」と判定される。培養ボトルの液体内容物の誘電率の低下がないことは、代謝過程の変化が生じなかったことを示し得る。期間が満足のいくものでない場合には、システムは、ステップ４１２に戻る。
【００２５】
ステップ４２２に戻ると、ステップ４２２において、その前の４つの電場読み取り値が負の二次導関数を示す場合には、システムは、ステップ４２６に進む。培養ボトルの液体内容物の誘電率の突然の急激な低下は、何らかの微生物の存在による代謝過程の変化を示し得る。例えば、グルコース代謝から異化代謝への変換である。示さない場合には、システムは、次に、ステップ４２８に進む。完了時に、システムは、ステップ４３４においてｅ−場センサの走査を停止し、ステップ４３６において待機モードに入る。
【００２６】
例えば、特定のシステムまたは特定のサンプルのタイプのパラメータによって、当然のことながら、上述のプロセスの変形も可能である。
【実施例】
【００２７】
ＢＤのＢＡＣＴＥＣ（ｔｍ） Ｐｌｕｓ Ａｅｒｏｂｉｃ／Ｆの培養ボトルが手に入れられた。図２Ａに示されるタイプの単一のフレキシブル電極が組み立てられた。スズで被覆された銅の粘着テープが、互いに組み合わされたフィンガを形成するように予め切断され、０．１２７mm（０．００５inch）の厚さのマイラー基板上に配置された。２つの電極への電気的接続が、フィンガから延びている２つのタブによって形成され、それらは電気回路基板に接続された。電極はボトルの上に、周囲を取り囲むように、配置された。
【００２８】
自然発生の電場内の物体を感知するように設計された装置である、モトローラ３３７９４電場イメージング装置（Ｍｏｔｏｒｏｌａ ３３７９４ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）評価モジュールに、電極は取り付けられた。データは、３３７９４装置のために特に設計されたＬａｂＶｉｅｗ「仮想機器」アプリケーションを実行するパーソナル・コンピュータによって記録された。プログラムは、シリアル・データ接続を介して、デジタル信号を３３７９４装置に定期的に送信し、３３７９４装置の集積回路は、電極内の場の量を測定し、格納のためにこれをコンピュータに送信した。図５のプロットが、そのデータの表示である。図５は、大腸菌の増殖に基づいたボトル内の静電容量の変化を示し、マイクロファラッドで測定された静電容量を示す縦軸と、秒で時間を示す横軸とを有する。ポイント５０２において、０．１ｍｌの大腸菌が、ボトル内に植え付けられた。約２６分後、ポイント５０４において、電極によって測定された静電容量に上昇が示された。約５５秒後のポイント５０６で、飽和が終了し、測定された静電容量の、ポイント５０８での値までの減少によって特徴付けられた。約４時間後、静電容量は、平衡ポイント５１０に戻った。サンプル内のこれらの僅かな静電容量の変化は、電極を介して測定され、発生するサンプルの変化に対応する測定値を提供する。
【００２９】
上記に示されたボトルに加えて、本発明の実施形態に従って他のコンテナが使用され得る。図６の実施形態では、プレート６０５および６０７は、反対側に対の導電性電極６０２および６０４を含み、各対の電極は、マイクロタイター・ウェル６０６の上方および下方に配置される。図１において実質的に上述されたように、電極６０２は、センサ電極として構成され得、電極６０４は、接地基準電極として構成され得る。プレート６０５および６０７は、電極の表面領域がマイクロタイター・ウェル６０６に物理的に近接するように配置され、マクロタイター・ウェル６０６の誘電率は、ウェル内に配置されたサンプル内の、微生物の増殖および代謝産物の放出に関係して変化する。電極６０２および６０４の残りの機能および実装は、実質的に、上述のものと同じである。
【００３０】
例えば食物や組織といった粘性サンプルや固体サンプルを用いるのに有用な本発明の実施形態が、図７に示される。この実施形態によると、コンテナは、サンプル６２８を囲むための使い捨て可能な圧縮プレート６２６で構成される。電極プレート６２２および６２４は、示されるように提供され得、それぞれタブ６２３および６２５を有する。導電性電極プレート６２２および６２４は、サンプル圧縮プレート６２６の上方および下方に配置される。図１に示されたような構成において、電極６２２は、センサ電極として構成され得、電極６２４は、接地基準電極として構成され得る。サンプル６２８の誘電率が微生物の増殖および代謝産物の放出に関係して変化するとき、サンプル６２８の誘電率の測定を可能にするべく、電極の表面領域がサンプル６２８に対して十分に近くにあるように、電極およびプレートは配置される。図７の実施形態の残りの機能および実装は、実質的に、上述のものと同じである。
【００３１】
本発明の実施形態は、様々な培地充填密度、様々なバイアル幾何学的形状、コンテナ材料の透明性、コンテナ内容物における固体、液体、および半固体成分の混合、プラスチックであるかガラスであるかといったコンテナ材料の相違と関連した問題を解決することができる。システムの異なるコンポーネントに対するセンサの感度および選択性を判断するために、問い合わせ電極の設計がさらに用いられ得る。
【００３２】
電気力学場の使用は、ボトル源、培地のタイプ、樹脂充填物、および人工物の影響（発泡体、磁気攪拌要素、沈降など）のばらつきと関連した測定の問題を実質的に回避する。例えば、発泡、攪拌要素の有無、血液の沈降、および培養容器内の血液の有無のような影響は、通常、電気力学場の変化に基づいた測定に影響を及ぼさない。同様に、コンテナ、容器、バイアル、またはボトルの底部は、完全に平坦である必要も、図１に示されるように陥凹している必要もない。
【００３３】
本発明の実施形態は、感染症／抗生物質感受性試験、または、特定の微生物の分離株の同定および抗菌物質感受性試験のような、種々の生体感知の用途に適用することが可能である。別の用途は、食品および薬剤における有機体の汚染の検出である。
【００３４】
本発明の実施形態は、さらに、元の反応物とは測定できる程度に異なる誘電率を有する化合物の形成をもたらす無機化学反応または有機化学反応の感知に適用することができる。様々な化学組成のために異なる培地のタイプにおいて生じる可変の最初の誘電率は、通常、正しい解釈アルゴリズムを適用するために、培地のタイプの予知を必要とする。
【００３５】
また、本発明の実施形態は、コンテナ内の容積レベル、および、攪拌の程度を検出するために用いられ得る。例えば、充填容量は、６０ｍｌのコンテナについて１ｍｌ以内に見積もることができる（２％より小さいエラー）。したがって、増殖の検出に優る使用が可能である。
【００３６】
本発明は、実質的に増大される感度のために、微生物の増殖を検出する他の方法より優れていると考えられる。例えば、微生物のストレスに続く増殖の回復は、本発明を用いて大腸菌および表皮ブドウ球菌に対して１時間以内に検出され得ることが示されている。
【００３７】
増殖を検出する時間の低減に加えて、本発明は、現在の方法よりずっと低い濃度の有機体を検出できると考えられる。本発明の実施形態によって提供される付加的な利点は、測定値がボトルの外側から電気的に取得され得、よって、コンテナが光透過性であることを必要としない点である。
【００３８】
本発明の特定の例示的な実施形態だけが上記に詳細に説明されたが、当業者であれば、本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく、例示的な実施形態において多くの変更が可能であることを容易に理解するであろう。したがって、全てのこのような変更は、添付の特許請求の範囲およびその均等物において定義されるように、本発明の範囲内に含まれるように意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態によるフレキシブル回路を示す。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるフレキシブル回路を示す。
【図３】本発明の実施形態による非侵襲的な誘電感知装置である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による誘電感知方法についてのフローチャートである。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による誘電感知方法についてのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による非侵襲的な誘電感知装置を用いて検出可能な静電容量の変化の例を示すグラフである。
【図６】本発明の別の実施形態を示す。
【図７】本発明の更に別の実施形態を示す。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体サンプルの汚染を回避するように、非侵襲的な方法で生体サンプルの変化を測定するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在のところ、患者の体液内、特に血液内の細菌のような生物活性病原体の存在は、血液培養バイアルを用いて判断される。少量の血液が、密閉ゴム隔壁を通して、培地を含む滅菌バイアルに注入され、次に、該バイアルが、細菌増殖のために培養され、監視される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
そして、培養バイアルの通常の目視検査は、バイアル内の液体懸濁液の濁度を監視すること、あるいは、その最終的な色の変化を観察することを含んでいる。既知の計器法を用いて、細菌増殖の代謝副生成物である、培養ボトルの二酸化炭素の含量の変化を検出することもできる。二酸化炭素含量の監視は、当技術分野において十分に確立された方法によって達成され得るが、これらの方法の大部分は、侵襲的な手技を必要とするものであり、バイアル内の交差汚染という周知の問題をもたらす場合がある。
【０００４】
上記の問題に対する１つの解決法は、非侵襲的な赤外線微生物検出装置の使用を含み、この装置では赤外線透過ウィンドウを有する特別なバイアルが用いられる。しかしながら、これらのバイアルは、比較的高価である。さらに別の解決法においては、ガラス製バイアルが、自動化されたマニピュレータ・アームによって赤外分光計に移送され、該ガラス製バイアルを通して測定が行われる。このシステムの不利な点は、ガラスの高い赤外線吸収作用のため、ガラス壁厚の僅かな変化により、測定されるヘッドスペース・ガスの吸収において大きなエラーが生じ得る点である。これらの問題は、高品質のガラス製バイアルを用いることによって、ある程度は減少され得るが、この測定は、比較的高いバイアル・コストをもたらす。
【０００５】
さらに他の解決法は、バイアル内部に配置された化学センサの使用を含んでいる。これらのセンサは、色を変化させることに、あるいは、蛍光強度を変化させることに基づいて、液相における二酸化炭素濃度の変化に反応する。これらの技術は、光度の測定に基づくものであり、励起および／または放出信号における分光フィルタリングを必要とする。しかしながら、このような解決法では、光源、光検出器、フィルタ、またはセンサのいずれかが、時間と共にエージング効果を示すとき、強度の応答性が変わり、エラーが生じることがある。
【０００６】
したがって、サンプルの汚染を回避するように、非侵襲的な方法でサンプルの変化を測定するためのシステムおよび方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態において、本発明は、微生物が培地の本質的成分を代謝の副生成物に代謝する際、増殖培地の生体サンプルの誘電率の変化を測定するためのシステムおよび方法を提供する。
【０００８】
別の実施形態において、本発明は、種々の有機化合物および無機化合物の分解および形成による生体サンプルの誘電率の僅かな変化が静電容量値を変えるように、電気力学場を確立するためのシステムおよび方法を提供する。（ここに用いられる電気力学場は、例えば、容量性電極間の誘電率の変化を感知することができる様々な電場のような、物理変化または化学変化により測定可能な電位変化を引き起こすように構成された電場を指し示す。）
【０００９】
更に別の実施形態において、本発明は、静電容量値の変化を測定し、生物学的増殖物質についての対応する変化値を求めるためのシステムおよび方法を提供する。
【００１０】
実施形態によると、システムおよび方法は、サンプルに隣接して配置された、少なくとも１つの電極、好ましくは複数の電極に電気力学場を生成するために提供され、それは、サンプル内の僅かな静電容量の変化が測定され得るように仮想接地に対して適切な自己静電容量を有する。種々の有機化合物および無機化合物の分解および形成によるサンプルの誘電率の変化が、仮想接地に対する電極の静電容量を変え、発生するサンプルの変化に対応する測定を提供するので、電極は、サンプルと直接接触した状態で配置される必要はない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
上記および他の目的および利点は、以下の図面および詳細な説明を考慮することで明らかになるであろう。本発明の実施形態が添付の図面に示される。
【００１２】
図面において、同様の番号は同様の要素を示すことが理解されるであろう。
【００１３】
本発明の１つの実施形態においては、少なくとも１つの電極、好ましくは複数の電極を用いて電気力学場が生成され、それら電極は、典型的には増殖培地内の、細菌のような微生物を含み得る生体サンプルを含有するサンプルに隣接して配置され、かつ、僅かな変化が測定され得るように仮想接地に対して適切な自己容量を有する。種々の有機化合物および無機化合物の分解および形成によるサンプルの誘電率の変化が、仮想接地に対する電極の静電容量を変化させるので、電極は、サンプルと直接接触した状態で配置される必要がない。典型的には、全サンプルの誘電率が測定されるが、例えば、周囲部分のようなサンプルの部分を監視するように、電極を構成することが可能である。増殖培地における流体サンプルが一般的であるが、食品または組織のような固体サンプルもまた考えられる。
【００１４】
図１に概略的に示される本発明の実施形態において、２つの導電性電極１０２および１０４を含む回路１００が、絶縁性の増殖容器またはボトル１０６の周りに配置される。１つの態様においては、図２Ａにおいて明確に示されているように、電極１０２、１０４は、互いに組み合わされた形式で構成される。電極１０２は、センサ電極として構成され得、電極１０４は、接地基準電極として構成され得る。フレキシブル回路１００は、典型的には、容器またはボトル１０６の周りに巻き付けられるので、電極の表面領域は、内部の液体サンプル１０８に物理的に近接しており、そこでサンプル１０８の誘電率が微生物の増殖および代謝産物の放出と共に変化する。
【００１５】
両電極１０２および１０４についての導電性シートは、回路インピーダンスを定量化するために正弦波を生成する差動交流信号生成装置１１０に接続される。図１の装置において、一方の電極に適用される信号は、他方の電極に適用される信号とは、１８０度だけ位相がずれている。当業者には既知の標準的な方法によって容易に定量化することができる相互静電容量を介して、電流を一方の電極から他方の電極に提供するように、信号の周波数が選択される。
【００１６】
抵抗器１１２は、信号生成装置１１０とセンサ電極１０２との間に直列に電気的に結合され、そこで、電流は、電極１０２と１０４との間の静電容量に反比例する割合で、抵抗器１１２を通って変化する。そして、デジタル・マルチメータ（ＤＭＭ）のような試験装置１１４を用いて、抵抗器１１２の両端の電圧値を測定することができる。
【００１７】
上述したように、電流は、電極１０２と１０４との間の静電容量に反比例して抵抗器１１２を通って変化する。電極１０２と１０４との間の静電容量は、モデル回路１１６によって示され得、モデル回路１１６は、電極１０２と１０４との間、電極１０４と接地との間、および電極１０２と接地との間の自由空間の静電容量における変化を表している。当業者にとって既知のように、静電容量は、介在する材料（すなわち、ボトル１１６および内部のサンプル１０８）のサイズ、間隔、および誘電特性によって、電極と他の物体との間で変化する。
【００１８】
図２Ａは、本発明の実施形態による電極の構成を示す。図２Ａにおいて、両手の指が組み合わされたような電極１０２および１０４が、マイラー膜またはケブラー膜のようなフレキシブル回路基板１０５上またはフレキシブル回路基板１０５内に提供される。幾つかの実施形態において、電極１０２および１０４には、各電極を信号生成装置１１０と電気的に結合させる手段を提供するための接触タブ１０１および１０３が設けられる。所望の静電容量値を確立するために、電極１０２と１０４との間に、任意の数の隙間または間隔を提供することができる。そして、図２Ｂに示されているように、培養バイアルまたはボトル１０６を取り囲むために、フレキシブル基板１０５が用いられ得る。一旦取り囲まれると、当業者には明らかなように、電磁場が確立される。
【００１９】
ボトル１０６内のサンプル１０８の誘電率が変化するので、電極１０２と１０４との間の電流は、サンプル・ボトルの誘電率の変化に反比例する形で変化する。これは、選択された周波数における容量性リアクタンスの変化の結果である。例えば、サンプル１０８内の微生物が糖を代謝して溶解ガス、酵素、たんぱく質、および老廃物にするとき、誘電率が変化する。測定に影響を与える任意の数の可能な変数を評価することができ、これらは例として与えられるにすぎない。
【００２０】
図３は、多数のボトル１０６をインキュベータ組立体３０２に挿入することができるシステムの実施形態を示す（便宜上、たった一つのボトル１０６のみが示されている）。この実施形態によると、各ボトル１０８は、例えば、上述のようなタイプのフレキシブル基板およびフレキシブル回路１００の電極で囲まれる。次に、囲まれたバイアル１０６は、インキュベータ組立体３０２の各々のインキュベータ・ウェル３００に嵌められ得る。各々のウェル３００内には、フレキシブル回路１００のフレキシブル基板に配置された各電極１０２および１０４の接触タブ１０１および１０３を受けるように、電気コネクタが設けられ得る（図示せず）。一旦配置されると、生物学的増殖培地における誘電率の変化といった、サンプルの変化を測定する方法が、ここに説明されるように実施され得る。
【００２１】
本発明の方法の実施形態が、図４のフローチャートに示される。具体的には、各ボトル１０６にフレキシブル回路１００が提供され、各ボトル１０６がインキュベータ組立体３０２内に配置されると、ユーザ要求がその内部の変化を検出するためになされ得、それは以下のステップ４０２乃至４３６において達成することができる。ステップ４０２でのボトル１０６内の代謝産物の変化を判断するための要求に基づいて、ステップ４０４において、本発明の実施形態が、電気力学場（ｅ−場）センサ・セット（例えば、電極１０２および１０４）の走査を開始する。（図４において、「ＥＦ」は、電場の読み取り値を指し、「Ｅｎ」は、電極のセット数（ボトルごとに１セット）を指し示す。）この時点で、システムは、次に、ステップ４０６において、第１のボトルのｅ−場センサ・セット・データ（ＥＦ1）を記録し、その測定値にタイムスタンプを押す。その後、ステップ４０８において、システムは、次のｅ−場センサ・セット（Ｅｎ）に移動し、ｅ−場センサ・セット・データを記録し、測定値にタイムスタンプを押す。システムは、ｅ−場センサの各セットが測定され、記録されるまで、ステップ４０６および４０８を繰り返し続け、次に、全てのボトル１０６のｅ−場センサが測定されたとき、始めに戻る。
【００２２】
ステップ４０６および４０８において、全てのセンサ・セットを完全に通し終えると、次に、システムは、ステップ４１０において、測定値を、それぞれ、特定のセンサ・セットについての記録内に格納する。ステップ４１２において、次に、システムは、各センサ・セットに関する連続的な記録を評価することができる。次に、ステップ４１６において、システムは、測定された値の変化を検出することができ、例えば、この例においては、電流の電場読み取り値がその前の３つの読み取り値の各々と比較して２％より大きい増加を示すかどうかを検出する。示さない場合には、システムは、ステップ４１８においてその情報を評価し、その前の５つの読み取り値と比較して１０％より多い電場読み取り値の減少があるかどうかを判断する。ステップ４１６において増加がある場合には、システムは、次に、ステップ４２０においてその前の４つの電場読み取り値が、正の二次導関数を示すかどうかを判断する。
【００２３】
ステップ４２０において、読み取り値が正の二次導関数を示さない場合には、システムは、ステップ４２２においてその情報を評価し、この前の４つの電場読み取り値が負の二次導関数を示すかどうかを判断する。ステップ４２０において正の二次導関数がある場合には、システムは、次に、ステップ４２４において、電流読み取り値の増加が以前の読み取りの値の９０％より大きいかどうかを判断する。ステップ４２４において、電流読み取り値の増加が以前の読み取りの値の９０％より大きい場合には、システムは、次に、ステップ４２６において、電極に対して陽性培養を示すと判断する。言い換えると、電流読み取り値が、以前の読み取り値の少なくとも９０％またはそれより高い信号強度値を示す場合には、「陽性」と判定される。ステップ４２４において試験された読み取り値が以前の読み取り値の９０％より少ない場合には、システムは、ステップ４２８に進み、走査されている電極に属する培養が、試験プロトコルによって確立された最短期間、試験されたかどうかを判断する。試験プロトコル期間が満たされている場合には、ステップ４３２において、システムは、陰性培養を示すと判断する。試験プロトコル期間が満たされていない場合には、ステップ４０２において、システムは、走査を再び始める。
【００２４】
ステップ４１８に戻ると、ステップ４１８において、その前の５つの読み取り値と比較して１０％より多い電場読み取り値の減少がある場合には、システムは、ステップ４２２に進む。減少がない場合には、システムは、ステップ４２８においてその情報を評価し、電極に属する培養が、プロトコルによって確立された最短期間、試験されたかどうかを判断する。期間が満足のいくものである場合には、ステップ４３２において、システムは、電極に対して陰性培養を示すかどうかを判断する。言い換えると、電流読み取り値が、以前の読み取り値からの信号強度の低下を示さない場合には、「陰性」と判定される。培養ボトルの液体内容物の誘電率の低下がないことは、代謝過程の変化が生じなかったことを示し得る。期間が満足のいくものでない場合には、システムは、ステップ４１２に戻る。
【００２５】
ステップ４２２に戻ると、ステップ４２２において、その前の４つの電場読み取り値が負の二次導関数を示す場合には、システムは、ステップ４２６に進む。培養ボトルの液体内容物の誘電率の突然の急激な低下は、何らかの微生物の存在による代謝過程の変化を示し得る。例えば、グルコース代謝から異化代謝への変換である。示さない場合には、システムは、次に、ステップ４２８に進む。完了時に、システムは、ステップ４３４においてｅ−場センサの走査を停止し、ステップ４３６において待機モードに入る。
【００２６】
例えば、特定のシステムまたは特定のサンプルのタイプのパラメータによって、当然のことながら、上述のプロセスの変形も可能である。
【実施例】
【００２７】
ＢＤのＢＡＣＴＥＣ（ｔｍ） Ｐｌｕｓ Ａｅｒｏｂｉｃ／Ｆの培養ボトルが手に入れられた。図２Ａに示されるタイプの単一のフレキシブル電極が組み立てられた。スズで被覆された銅の粘着テープが、互いに組み合わされたフィンガを形成するように予め切断され、０．１２７mm（０．００５inch）の厚さのマイラー基板上に配置された。２つの電極への電気的接続が、フィンガから延びている２つのタブによって形成され、それらは電気回路基板に接続された。電極はボトルの上に、周囲を取り囲むように、配置された。
【００２８】
自然発生の電場内の物体を感知するように設計された装置である、モトローラ３３７９４電場イメージング装置（Ｍｏｔｏｒｏｌａ ３３７９４ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｆｉｅｌｄ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅ）評価モジュールに、電極は取り付けられた。データは、３３７９４装置のために特に設計されたＬａｂＶｉｅｗ「仮想機器」アプリケーションを実行するパーソナル・コンピュータによって記録された。プログラムは、シリアル・データ接続を介して、デジタル信号を３３７９４装置に定期的に送信し、３３７９４装置の集積回路は、電極内の場の量を測定し、格納のためにこれをコンピュータに送信した。図５のプロットが、そのデータの表示である。図５は、大腸菌の増殖に基づいたボトル内の静電容量の変化を示し、マイクロファラッドで測定された静電容量を示す縦軸と、秒で時間を示す横軸とを有する。ポイント５０２において、０．１ｍｌの大腸菌が、ボトル内に植え付けられた。約２６分後、ポイント５０４において、電極によって測定された静電容量に上昇が示された。約５５秒後のポイント５０６で、飽和が終了し、測定された静電容量の、ポイント５０８での値までの減少によって特徴付けられた。約４時間後、静電容量は、平衡ポイント５１０に戻った。サンプル内のこれらの僅かな静電容量の変化は、電極を介して測定され、発生するサンプルの変化に対応する測定値を提供する。
【００２９】
上記に示されたボトルに加えて、本発明の実施形態に従って他のコンテナが使用され得る。図６の実施形態では、プレート６０５および６０７は、反対側に対の導電性電極６０２および６０４を含み、各対の電極は、マイクロタイター・ウェル６０６の上方および下方に配置される。図１において実質的に上述されたように、電極６０２は、センサ電極として構成され得、電極６０４は、接地基準電極として構成され得る。プレート６０５および６０７は、電極の表面領域がマイクロタイター・ウェル６０６に物理的に近接するように配置され、マクロタイター・ウェル６０６の誘電率は、ウェル内に配置されたサンプル内の、微生物の増殖および代謝産物の放出に関係して変化する。電極６０２および６０４の残りの機能および実装は、実質的に、上述のものと同じである。
【００３０】
例えば食物や組織といった粘性サンプルや固体サンプルを用いるのに有用な本発明の実施形態が、図７に示される。この実施形態によると、コンテナは、サンプル６２８を囲むための使い捨て可能な圧縮プレート６２６で構成される。電極プレート６２２および６２４は、示されるように提供され得、それぞれタブ６２３および６２５を有する。導電性電極プレート６２２および６２４は、サンプル圧縮プレート６２６の上方および下方に配置される。図１に示されたような構成において、電極６２２は、センサ電極として構成され得、電極６２４は、接地基準電極として構成され得る。サンプル６２８の誘電率が微生物の増殖および代謝産物の放出に関係して変化するとき、サンプル６２８の誘電率の測定を可能にするべく、電極の表面領域がサンプル６２８に対して十分に近くにあるように、電極およびプレートは配置される。図７の実施形態の残りの機能および実装は、実質的に、上述のものと同じである。
【００３１】
本発明の実施形態は、様々な培地充填密度、様々なバイアル幾何学的形状、コンテナ材料の透明性、コンテナ内容物における固体、液体、および半固体成分の混合、プラスチックであるかガラスであるかといったコンテナ材料の相違と関連した問題を解決することができる。システムの異なるコンポーネントに対するセンサの感度および選択性を判断するために、問い合わせ電極の設計がさらに用いられ得る。
【００３２】
電気力学場の使用は、ボトル源、培地のタイプ、樹脂充填物、および人工物の影響（発泡体、磁気攪拌要素、沈降など）のばらつきと関連した測定の問題を実質的に回避する。例えば、発泡、攪拌要素の有無、血液の沈降、および培養容器内の血液の有無のような影響は、通常、電気力学場の変化に基づいた測定に影響を及ぼさない。同様に、コンテナ、容器、バイアル、またはボトルの底部は、完全に平坦である必要も、図１に示されるように陥凹している必要もない。
【００３３】
本発明の実施形態は、感染症／抗生物質感受性試験、または、特定の微生物の分離株の同定および抗菌物質感受性試験のような、種々の生体感知の用途に適用することが可能である。別の用途は、食品および薬剤における有機体の汚染の検出である。
【００３４】
本発明の実施形態は、さらに、元の反応物とは測定できる程度に異なる誘電率を有する化合物の形成をもたらす無機化学反応または有機化学反応の感知に適用することができる。様々な化学組成のために異なる培地のタイプにおいて生じる可変の最初の誘電率は、通常、正しい解釈アルゴリズムを適用するために、培地のタイプの予知を必要とする。
【００３５】
また、本発明の実施形態は、コンテナ内の容積レベル、および、攪拌の程度を検出するために用いられ得る。例えば、充填容量は、６０ｍｌのコンテナについて１ｍｌ以内に見積もることができる（２％より小さいエラー）。したがって、増殖の検出に優る使用が可能である。
【００３６】
本発明は、実質的に増大される感度のために、微生物の増殖を検出する他の方法より優れていると考えられる。例えば、微生物のストレスに続く増殖の回復は、本発明を用いて大腸菌および表皮ブドウ球菌に対して１時間以内に検出され得ることが示されている。
【００３７】
増殖を検出する時間の低減に加えて、本発明は、現在の方法よりずっと低い濃度の有機体を検出できると考えられる。本発明の実施形態によって提供される付加的な利点は、測定値がボトルの外側から電気的に取得され得、よって、コンテナが光透過性であることを必要としない点である。
【００３８】
本発明の特定の例示的な実施形態だけが上記に詳細に説明されたが、当業者であれば、本発明の新規の教示および利点から実質的に逸脱することなく、例示的な実施形態において多くの変更が可能であることを容易に理解するであろう。したがって、全てのこのような変更は、添付の特許請求の範囲およびその均等物において定義されるように、本発明の範囲内に含まれるように意図される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態の概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態によるフレキシブル回路を示す。
【図２Ｂ】本発明の実施形態によるフレキシブル回路を示す。
【図３】本発明の実施形態による非侵襲的な誘電感知装置である。
【図４Ａ】本発明の実施形態による誘電感知方法についてのフローチャートである。
【図４Ｂ】本発明の実施形態による誘電感知方法についてのフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態による非侵襲的な誘電感知装置を用いて検出可能な静電容量の変化の例を示すグラフである。
【図６】本発明の別の実施形態を示す。
【図７】本発明の更に別の実施形態を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を保持するための容積を含むコンテナと、
前記コンテナと接触した状態で、または該コンテナに近接して配置された少なくとも１つの電極と、
電気力学場が前記容積の少なくとも一部を通じて形成されるように、前記少なくとも１つの電極を通る電流を方向づけることができる信号生成装置と、そして
前記電気力学場の値を測定することができる試験装置と、
を含む回路と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記コンテナは、円筒形であるか、または円筒形部分を含み、前記少なくとも１つの電極は、前記コンテナの周囲に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムが２つの電極を含み、前記２つの電極は、実質的に平坦であり、かつ、前記コンテナの反対側の側部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電極は２つの互いに組み合わされた導電性要素を含み、該２つの互いに組み合わされた導電性要素の第１のものがセンサ電極であり、前記２つの互いに組み合わされた導電性要素の第２のものが接地基準電極であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電極は２つの導電性要素を含み、該２つの導電性要素の第１のものがセンサ電極であり、前記２つの互いに組み合わされた導電性要素の第２のものが接地基準電極であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記信号生成装置は、前記センサ電極および前記接地基準電極と接続され、前記信号生成装置は正弦波を生成し、前記センサ電極に適用される信号は、前記接地基準電極に適用される信号と１８０°位相がずれていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電極は、絶縁性フレキシブル基板に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
複数のコンテナと、該コンテナを収容するための、１つまたは複数のインキュベータ・ウェルを含むインキュベータ組立体と、そして前記少なくとも２つの電極の少なくとも一部とをさらに備え、前記インキュベータ・ウェルは、前記少なくとも１つの電極のための電気的接続を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンテナは、増殖培地を含む血液培養ボトルであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コンテナが試料を含み、該試料は、１つまたは複数の微生物を含むと疑われる生物学的試料であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムは、前記１つまたは複数の微生物の代謝過程によって引き起こされる前記試料の変化を監視できることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電気力学場の変化は、前記試料の誘電率の変化を示す静電容量の変化であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
試料の変化を検出する方法であって、
１つまたは複数の微生物を含むと疑われる試料を含むコンテナを準備するステップと、
前記コンテナと接触した状態でまたは該コンテナに近接して、少なくとも１つの電極を準備するステップと、
前記少なくとも１つの電極を用いて、前記試料の少なくとも一部を通じて電気力学場を生成するステップと、そして
前記電気力学場の変化を検出するステップであって、前記変化は前記試料の誘電率の変化を示す静電容量の変化である、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記変化は、前記１つまたは複数の微生物の代謝過程によって引き起こされることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記コンテナは、増殖培地および血液サンプルを含む血液培養ボトルであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記変化を検出するステップは、
電気力学場の値を測定し、時間および前記値を記録するステップと、
１回または複数回、前記測定して記録するステップを繰り返すステップと、そして
前記記録を評価するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
複数の前記コンテナを準備するステップと、該コンテナの各々について前記測定するステップ、前記記録するステップ、および前記繰り返すステップを行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記記録を評価するステップは、１組のクエリを前記記録に適用し、前記試料が微生物の増殖について陽性であるか、または陰性であるかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの電極は、少なくとも２つの電極を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１】
試料を保持するための容積を含むコンテナと、
前記コンテナと接触した状態で、または該コンテナに近接して配置された少なくとも１つの電極と、
電気力学場が前記容積の少なくとも一部を通じて形成されるように、前記少なくとも１つの電極を通る電流を方向づけることができる信号生成装置と、そして
前記電気力学場の値を測定することができる試験装置と、
を含む回路と、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記コンテナは、円筒形であるか、または円筒形部分を含み、前記少なくとも１つの電極は、前記コンテナの周囲に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムが２つの電極を含み、前記２つの電極は、実質的に平坦であり、かつ、前記コンテナの反対側の側部に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電極は２つの互いに組み合わされた導電性要素を含み、該２つの互いに組み合わされた導電性要素の第１のものがセンサ電極であり、前記２つの互いに組み合わされた導電性要素の第２のものが接地基準電極であることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電極は２つの導電性要素を含み、該２つの導電性要素の第１のものがセンサ電極であり、前記２つの互いに組み合わされた導電性要素の第２のものが接地基準電極であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記信号生成装置は、前記センサ電極および前記接地基準電極と接続され、前記信号生成装置は正弦波を生成し、前記センサ電極に適用される信号は、前記接地基準電極に適用される信号と１８０°位相がずれていることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電極は、絶縁性フレキシブル基板に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
複数のコンテナと、該コンテナを収容するための、１つまたは複数のインキュベータ・ウェルを含むインキュベータ組立体と、そして前記少なくとも２つの電極の少なくとも一部とをさらに備え、前記インキュベータ・ウェルは、前記少なくとも１つの電極のための電気的接続を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記コンテナは、増殖培地を含む血液培養ボトルであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コンテナが試料を含み、該試料は、１つまたは複数の微生物を含むと疑われる生物学的試料であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記システムは、前記１つまたは複数の微生物の代謝過程によって引き起こされる前記試料の変化を監視できることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記電気力学場の変化は、前記試料の誘電率の変化を示す静電容量の変化であることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
試料の変化を検出する方法であって、
１つまたは複数の微生物を含むと疑われる試料を含むコンテナを準備するステップと、
前記コンテナと接触した状態でまたは該コンテナに近接して、少なくとも１つの電極を準備するステップと、
前記少なくとも１つの電極を用いて、前記試料の少なくとも一部を通じて電気力学場を生成するステップと、そして
前記電気力学場の変化を検出するステップであって、前記変化は前記試料の誘電率の変化を示す静電容量の変化である、ステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記変化は、前記１つまたは複数の微生物の代謝過程によって引き起こされることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記コンテナは、増殖培地および血液サンプルを含む血液培養ボトルであることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記変化を検出するステップは、
電気力学場の値を測定し、時間および前記値を記録するステップと、
１回または複数回、前記測定して記録するステップを繰り返すステップと、そして
前記記録を評価するステップと、
を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
複数の前記コンテナを準備するステップと、該コンテナの各々について前記測定するステップ、前記記録するステップ、および前記繰り返すステップを行うステップをさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記記録を評価するステップは、１組のクエリを前記記録に適用し、前記試料が微生物の増殖について陽性であるか、または陰性であるかを判断するステップを含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの電極は、少なくとも２つの電極を含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００８−５２５８２１（Ｐ２００８−５２５８２１Ａ）
【公表日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４９５１７（Ｐ２００７−５４９５１７）
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４６８７３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７１８００
【国際公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（５９５１１７０９１）ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー (539)
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＣＴＯＮ， ＤＩＣＫＩＮＳＯＮ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１ ＢＥＣＴＯＮ ＤＲＩＶＥ， ＦＲＡＮＫＬＩＮ ＬＡＫＥＳ， ＮＥＷ ＪＥＲＳＥＹ ０７４１７−１８８０， ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年７月１７日（２００８．７．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０４６８７３
【国際公開番号】ＷＯ２００６／０７１８００
【国際公開日】平成１８年７月６日（２００６．７．６）
【出願人】（５９５１１７０９１）ベクトン・ディキンソン・アンド・カンパニー (539)
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＣＴＯＮ， ＤＩＣＫＩＮＳＯＮ ＡＮＤ ＣＯＭＰＡＮＹ
【住所又は居所原語表記】１ ＢＥＣＴＯＮ ＤＲＩＶＥ， ＦＲＡＮＫＬＩＮ ＬＡＫＥＳ， ＮＥＷ ＪＥＲＳＥＹ ０７４１７−１８８０， ＵＮＩＴＥＤ ＳＴＡＴＥＳ ＯＦ ＡＭＥＲＩＣＡ
【Ｆターム（参考）】
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