液体培地中の懸濁物質を撹拌するための改善されたシステムおよび方法
１つまたは複数の試料容器を備えるシステムが提供され、この試料容器は、液体増殖培地と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素と、１つまたは複数の試料容器を保持するための１つまたは複数の開口を有する培養および測定モジュールとを備える。
培養および測定モジュールは、各試料容器と関連づけられる少なくとも２つの駆動磁石と、少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、関連する試料容器の表面に向かいまたそこから離して反復的に動かすようになされる磁石駆動装置とを、さらに備える。
培養および測定モジュールは、各試料容器と関連づけられる少なくとも２つの駆動磁石と、少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、関連する試料容器の表面に向かいまたそこから離して反復的に動かすようになされる磁石駆動装置とを、さらに備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年３月２８日出願の米国特許仮出願第６０／６６５，６９２号明細書の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、液体培地中の懸濁物質を撹拌するための改善されたシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの医学診断では、血液試料など流体試料を、患者から採取し、増殖培地内で培養し、患者の疾病を引き起こしていると考えられる病原の存在を検査することを必要としている。増殖培地は、細菌、ウィルス、マイコバクテリウム、ほ乳類細胞など、病原の存在を検出することができるようにそれらを十分な数まで増殖させることを可能にする、栄養分を提供する。
【０００４】
いくつかの例では、病原は、視覚的に検出することができるように、十分多数に増殖することができる。たとえば、培養物の一部を、顕微鏡用スライド上に配置し、目的の病原の存在を検出するために視覚的に検査することができる。
【０００５】
あるいは、微生物の増殖中に発生されるその副産物の存在を検出することによって、病原または別の生物の存在を、間接的に検出することができる。たとえば、ほ乳類細胞、昆虫細胞、細菌、ウィルス、マイコバクテリウム、および真菌など、いくつかの微生物は、その増殖時および生活環の間に酸素を消費する。試料培養物中で微生物の数が増加するにつれて、それらは当然、より多くの酸素を消費する。さらに、こうした酸素を消費する生物は通常、代謝副産物として二酸化炭素を放出する。したがって、存在する生物の数が増加するにつれて、それら全体が放出する二酸化炭素の体積も、同様に増加する。
【０００６】
あるいは、酸素を消費する微生物の存在を検出するために二酸化酸素の存在を測定する代わりに、目的の試料中の酸素濃度の低下を測定することが可能である。酸素を消費する生物の存在はまた、目的試料を収容する封止された試料バイアル内の、圧力変化を測定することによって検出することもできる。すなわち、閉じられた試料バイアル内の酸素が、酸素を消費する生物によって減少すると、封止された試料バイアル内の圧力が変化する。生物が二酸化炭素を放出するにつれて、試料バイアル内の圧力はさらに変化する。したがって、そのような生物の存在は、閉じられた試料バイアル内の圧力変化を監視することによって、検出することができる。
【０００７】
試料中に生物が存在するかどうかを検出するために、試料中の二酸化炭素の増加を測定するための、いくつかの方法が存在する。たとえば、Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＢａｃｔｅｃ（登録商標）９０５０は、指示薬の色の変化を検出して試料中に二酸化炭素が存在するかどうかを決定する。すなわち、二酸化炭素の存在に反応して色が変化する化学薬品を有する指示薬培地を収容する、それぞれの試料バイアル内に、各試料が収集される。次いで、試料バイアルが機器内に装填されると、光センサが、試料バイアル内の指示薬培地の色を検出する。試料が、増殖および／または代謝活性に応じて二酸化炭素を放出する生物を含む場合、二酸化炭素の存在に反応して、指示薬培地の反射または蛍光輝度が変化する。したがって光センサは、この輝度の変化を検出し、機器は、試料バイアル内に収容された試料中に生物が存在することを、操作者に指示する。試料中の二酸化炭素の変化を測定することによって試料中の生物の存在を検出するための機器の別の例が、特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４に記載されている。これらの特許のそれぞれの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００８】
酸素検出技術を用いる機器が、内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、特許文献５に記載されている。試料バイアル内の圧力変化を検出することができる機器が、特許文献６、特許文献７、特許文献８、および特許文献９に記載されている。これらの特許のそれぞれの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれるものである。さらに、容器内の二酸化炭素濃度の変化、酸素濃度の変化、および圧力の変化を検出することができる機器が、Ｎｉｃｈｏｌａｓ Ｒ．Ｂａｃｈｕｒらの「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｇａｓ，ｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｉｎ ａ Ｓａｍｐｌｅ Ｖｉａｌ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔ Ｓａｍｐｌｅ Ｇｒｏｗｔｈ」という名称の、２００１年６月２６日出願の特許文献１０に記載されており、容器内の二酸化炭素濃度の変化または酸素濃度の変化を検出することができる別の機器が、特許文献１１に記載されている。これらの内容全体は、いずれも、参照により本明細書に組み込まれるものである。
【０００９】
生物の増殖が促進されて、容器内の二酸化炭素がより多量に生成され、酸素がより多量に減少し、または圧力がより大きく変化する場合に、上記で説明した生物検出技術によって得られる結果を、改善することができることに留意されたい。固体試料を懸濁状態に維持することによって、液体培地中の固体試料の生体活性を促進することができることが知られている。これは、固液混合物を連続的に撹拌することによって実現することができ、それによって、混合物中の栄養分、消耗、およびガス交換が改善される。
【００１０】
撹拌技術の例が、特許文献１２、特許文献１３、および特許文献１４に記載されている。これらの特許それぞれの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれるものである。これらの技術のそれぞれは、試料を収容する容器内に配置され、容器内の試料を撹拌するために磁石によって操作される、磁力攪拌機を使用する。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，９４５，０６０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１６４，７９６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０９４，９５５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２１７，８７６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５６７，５９８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，１５２，２１３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，３１０，６５８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，８５６，１７５号明細書
【特許文献９】米国特許第５，８６３，７５２号明細書
【特許文献１０】米国特許出願第０９／８９２，０６１号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，７０９，８５７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，５８６，８２３号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，４８３，６２３号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，０４０，６０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらの撹拌技術は、試料増殖の促進においていくらか有効となり得るが、液体培地中の懸濁物質を撹拌して試料増殖を促進し、それによって試料検出結果を改善するための改善されたシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施形態では、１つまたは複数の試料容器を備えるシステムが提供され、この試料容器は、液体増殖培地と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素と、１つまたは複数の試料容器を保持するための１つまたは複数の開口を有した、培養および測定モジュールとを備える。培養および測定モジュールは、各試料容器と関連づけられる少なくとも２つの駆動磁石と、少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、関連する試料容器の表面に向かわせまたそこから離す反復的な動きができるようにされた磁石駆動装置とを、さらに備えている。開口は、容器の長手軸が水平に対して約９０°未満の角度となるように、試料容器を保持するように構成されている。
【００１４】
他の実施形態では、１つまたは複数の試料容器を備えるシステムが提供され、試料容器は、液体増殖培地と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素と、試料容器を保持するための１つまたは複数の開口を有する、培養および測定モジュールとを備える。培養および測定モジュールは、上記１つまたは複数の試料容器と関連づけられる少なくとも２つの駆動磁石と、磁石駆動装置とをさらに備え、磁石駆動装置は、シャフトおよび複数の駆動磁石を有した、磁石シャフトアセンブリを備える。駆動磁石は、二つ一組でシャフトに結合され、磁石駆動装置は、少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、関連する試料容器の表面に向かわせまたそこから離す反復的に動きをするように構成されている。
【００１５】
さらなる実施形態では、試料を撹拌するための方法が提供され、この方法は、液体と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素とを備えた試料容器を提供するステップと、容器の長手軸が水平から９０°未満の角度となるように、容器を傾けるステップと、撹拌要素に磁気影響力を反復的に与えるように構成された、少なくとも２つの駆動磁石を提供するステップとを含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
同じまた同様の参照番号は、同じまた同様の部分、構成要素および構造を示す。
【００１７】
図１は、試料容器１０２内の液体培地中に懸濁される試料を撹拌するために使用される、培養および測定モジュール１００を備えた、システムの一実施形態を示す。図示のように、この例の培養および測定モジュール１００は、ハウジング１０４、および２つのパネル１０６を備え、パネル１０６は、それぞれのレール構成１０８に沿って、矢印Ａに沿った方向で、ハウジング１０４から摺動式に出し入れすることができる。
【００１８】
各パネル１０６は、それぞれ試料容器１０２を受けるようになされた、複数の開口１１０を備える。以下でより詳細に議論するように、各容器１０２は、液体培地中に懸濁された試料、および撹拌要素を備えている。開口１１０は、開口１１０内に受けられる試料容器１０２も傾けられるように、水平に対して傾けられている。一般に、開口は、容器の長手軸が水平２００（図９を参照）対して角度が９０°未満となるように、その容器を保持するように構成される。本実施形態では、開口１１０は、開口１１０内に受けられる試料容器１０２が水平に対して約１５°傾けられるように、構成される。この傾斜は、直立位置の容器に比べて、より大きい空気と液体との界面２０２を試料容器１０２内に作り出している。また、開口１１０、したがって試料容器１０２は、水平に対して１５°傾けられる必要はなく、むしろ約１５°から約２５°の範囲内の角度で傾けることができるが、約１５°から約２０°の範囲が有利である。ただし、開口１１０および試料容器１０２は、有用な空気と液体の界面を作り出す、水平に対するいかなる実用的な角度にも傾けることができる。
【００１９】
開口１１０は、図示のように、複数の行および列で構成され、各パネル１０６は、いかなる実用的な数の開口を有することもできる。たとえば、開口１１０は、１０行および９列で構成することができ、それによって１枚のパネル１０６につき開口１１０が合計９０個となる。培養および測定モジュール１００は、パネル１０６がハウジング１０４内に受けら入れられた後にハウジング１０４を閉じるための、１つまたは複数のドア（図示せず）をさらに備える。
【００２０】
培養および測定モジュール１００によって試料培養物が分析されるとき、試料培養物は、試料容器１０２内に配され、試料容器１０２は、培養および測定モジュール１００内のそれぞれのパネル１０６内の、それぞれの開口１１０内へと装填される。試料容器１０２は、この例では閉じられた試料バイアルである。培養および測定モジュール１００は、キーボード１１２、バーコードリーダ（図示せず）あるいは、技術者が、試料に関する情報を、培養および測定モジュール１００内のメモリ内に保存されたデータベース内へと、またはモジュール１００から離隔されモジュール１００の動作を制御するコンピュータ（図示せず）内に入力することを可能にする、その他何らかの適当なインタフェースを、さらに備えることができる。情報はたとえば、患者情報、試料のタイプ、試料容器１０２が装填されている開口１１０の行および列などを、含むことができる。モジュール１００は、上記で参照した特許文献１０、および特許文献１１に記載されるようなタイプの、検出装置を含むことができる。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態では、各パネル１０６が、複数の磁石シャフトアセンブリ１１６を駆動するための駆動アセンブリ１１４を備える。駆動アセンブリ１１４は、駆動モータアセンブリ１１８およびプーリ構成を備え、このプーリ構成は、駆動プーリ１２０、シャフト駆動プーリ１２２、アイドラプーリ１２４および１２６、ならびに蛇行ベルト１２８を備え、この蛇行ベルト１２８は、駆動プーリ１２０、シャフト駆動プーリ１２２、ならびにアイドラプーリ１２４および１２６の周りを通るものである（図４も参照）。図７に示す別の実施形態では、駆動アセンブリは、駆動モータアセンブリ１１８および歯車構成を備えることができ、歯車構成は、それぞれ回転運動を駆動アセンブリ１１８から各磁石シャフトアセンブリへと伝達するように係合される、駆動歯車１２１、シャフト駆動歯車１２３、およびアイドラ歯車１２５を備えたものである。駆動モータアセンブリ１１８は、たとえば、マイクロコントローラなど制御装置１３２によって制御される、駆動モータ１３０を備える。駆動モータ１３０の駆動シャフト１３４は通常、図６に示すように、磁石プレート１３６に結合される。磁石プレート１３６は、希土類磁石など一般に強力な磁石である、複数の磁石１３８を備える。駆動モータ１３０は、たとえば取付けブラケット１４０によって、ハウジング１０４の内側に取り付けられる。
【００２２】
図２および図５に詳細に示すように、希土類磁石など複数の強力な磁石１４４を有する磁石プレート１４２が、駆動プーリ１２０に結合される。駆動モータ１３０は、それに対応するパネル１０６がハウジング１０４内に完全に挿入されるとき、磁石プレート１４２が磁石プレート１３６と位置合せされ、またはほぼ位置合せされるように、ハウジング１０４内に位置決めされる。駆動モータ１３０および磁石プレート１３６は、ハウジング１０４の内側に収容されパネル１０６を受け入れる培養チャンバの、後壁１４６の外側に配置されることに、さらに留意されたい。したがって、磁石プレート１３６および磁石プレート１４２は、培養チャンバの後壁１４６の両側に配置される。ただし、磁石プレート１３６および磁石プレート１４２上のそれぞれ磁石１３８および１４４は、後壁１４６を介して互いに磁気的に結合するほど十分に強力であり、そのため、駆動モータ１３０が磁石プレート１３６を回転させるとき、磁石プレート１３６の回転は、磁気結合により磁石プレート１４２を回転させる。磁石プレート１４２の回転によって、プーリ１２０が駆動され、それによって蛇行ベルト１２８が駆動されて、シャフト駆動プーリ１２２およびアイドラプーリ１２４および１２６を駆動する。同様のやり方で、図７の実施形態では、磁石プレート１４２の回転が駆動歯車１２１を駆動し、それによって、シャフト駆動プーリ１２３およびアイドラプーリ１２５のかみ合わされた歯車が駆動される。駆動モータ１３０を培養チャンバの外側に配置することによって、動作時に駆動モータ１３０によって放出される熱が、培養チャンバ内の温度に影響を与えないことに留意されたい。さらに、駆動モータ１３０は、それに損傷を与えるおそれがある、培養チャンバの熱による影響を受けない。
【００２３】
本実施形態では、各シャフト駆動プーリ１２２は、それぞれの磁石シャフトアセンブリ１１６に結合される（たとえば図８を参照されたい。）。本実施形態における各駆動磁石シャフトアセンブリ１１６は、シャフト１４８を備え、シャフト１４８は、一端部にてそれぞれのシャフト駆動プーリ１２２または歯車１２３に結合され、パネル１０６の幅に沿って延び、その他端部にて取付けアセンブリに回転可能に結合される。複数の駆動磁石アセンブリが、各シャフト１４８に結合されており、シャフト１４８がそのそれぞれのシャフト駆動プーリ１２２または歯車１２３によってその長手軸の周りで回転させられるときに、シャフト１４８と共に回転する。
【００２４】
図８に示す実施形態では、各駆動磁石アセンブリ１５３−ｎが、回転可能なシャフト１４８に固定された２つの強力な駆動磁石１５５−１および１５５−２を有し、それによって、各アセンブリ１５３の各駆動磁石１５５は、各開口１１０に対する近接位置と離隔位置との間に配置される。本実施形態では、磁石シャフトアセンブリ１１６の駆動磁石１５５の総数は、その磁石シャフトアセンブリ１１６に対応する行内の、開口１１０の数の２倍に等しい。
【００２５】
図８および図９に示す実施形態では、駆動磁石１５５は、２つの駆動磁石が各開口に係合しまたは関連づけられる（たとえば、各容器１０２が開口内に配置されるときそれに係合しまたは関連づけられる）ように、各開口１１０の間に設けられる。図８は、図２に示すタイプのパネルの行区間を示す、拡大斜視図である。図９は、図８に示す駆動磁石構成の位置および動作と、本発明の実施形態による撹拌機を備えたそれぞれの試料容器との関係の例を示す、概念図である。
【００２６】
駆動磁石１５５の位置決めによって、２つの駆動磁石が交互の周期で各開口１１０に係合することが保証される。図８にさらに詳細に示すように、本実施形態における駆動磁石１５５は、対１５３として、シャフト１４８に沿って各開口１１０の間に設けられる（各開口に２つの駆動磁石を関連づけるため、シャフト１４８の各端部では、単一の駆動磁石１５５が、最端部の開口（図示せず）とシャフト１４８の支持部材（図示せず）との間に設けられる。）。各開口１１０内の各容器１０２内に存在する撹拌要素と係合するために、それぞれ、各駆動磁石１５５−１の表面を、たとえばＮ極またはＳ極のいずれかとして設けることができ、各駆動磁石１５５−２の表面を、Ｓ極またはＮ極のいずれかとして設けることができる。駆動磁石１５５−１、１５５−２は、個別の構成要素とすることができ、あるいは、単一の機械構成要素の個別の部分とすることができる。
【００２７】
本実施形態では、駆動磁石対１５３−ｎは、各対１５３の各駆動磁石１５５−１および１５５−２が、シャフト１４８のそれぞれ反対側から（たとえば互いに１８０°で）、シャフト１４８の長手軸からある角度で延びるように、シャフト１４８に結合される。有用な角度は、長手軸から約３０°である。各駆動磁石対１５３−ｎは、通常、シャフト１４８に沿って同じ角度で結合される。
【００２８】
図８および図９において、隣接する駆動磁石対１５３−ｎすなわちアセンブリ（たとえば磁石アセンブリ１５３−１および１５３−２）の駆動磁石１５５−ｎは、シャフト１４８の周りで、互いに同じ角度位置に向けられる。すなわち、図８に示すように、磁石アセンブリ１５３−３の駆動磁石１５５−１が、対応する開口１１０に近接して位置決めされるとき、磁石アセンブリ１５３−２の駆動磁石１５５−１もまた、対応する開口１１０に近接して位置決めされる。そのような位置で、各アセンブリ１５３−ｎの駆動磁石１５５−１は、対応する開口１１０に近接して位置決めされる。同様にして、各アセンブリ１５３−ｎの駆動磁石１５５−２は、隣接する開口１１０から離隔して配置される。シャフト１４８が回転するとき、各駆動磁石１５５−ｎの位置は変化する。通常、単一開口／単一容器に関連づけられる駆動磁石の組は、１８０°の回転によって、１つの磁石が、開口内に配置された容器に最も近い位置から、容器から最も遠い位置へと動かされ、第２の磁石が、容器から最も遠い位置から、容器に最も近い位置へと動かされるように、シャフト上に配置される。
【００２９】
本実施形態は、１つの開口／容器について２つの磁石を使用するものを示しているが、いかなる複数の磁石であっても、撹拌上の同様の利点をもたらす。さらに、各開口／容器に関連づけられる複数の磁石は、容器内の磁気撹拌機に所望の影響をもたらすどのようなやり方でも、シャフトに取り付けることもできる。たとえば、シャフト１４８のそれぞれ反対側でシャフトから延びる駆動磁石対の代わりに、シャフトの同じ側から延びる磁石対１５６−１、１５６−２を使用することができ、たとえば、第１の駆動磁石アセンブリ１６０−１の第１の磁石１５６−１は、シャフトから３０°の角度で延び、第２の磁石１５６−２は、シャフトから１５０°の角度にて延びる。そのような場合、隣接する駆動磁石アセンブリ１６０−２の磁石１５６−１および１５６−２は、通常、シャフト１４８の反対側から延びる。たとえば、そのような一実施形態を示す図１４を参照されたい。
【００３０】
図９は、一実施形態による、駆動磁石アセンブリ１５３−ｎの駆動磁石１５５−１および１５５−２と、開口１１０内に装填された試料容器１０２との関係を示す。本実施形態では、各開口１１０に対して、２つの駆動磁石１５５−ｎが係合しまたは関連づけられるが、図９は、開口１１０の片側（すなわち容器１０２のための駆動磁石１５５−２）のみを示し、また、隣接する開口１１０の１つの駆動磁石（すなわち図示されない隣接容器のための駆動磁石１５５−１）を示している。
【００３１】
図８および図９に示すように、Ｒで示す方向にシャフト１４８が回転するとき、アセンブリ１５３−１の駆動磁石１５５−２は、試料容器１０２の外面の近くに動き、その磁力が、この例では磁化された撹拌要素１６２である撹拌要素を引きつけて、撹拌要素１６２を、試料容器１０２の底縁部１６４から離して、試料容器１０２の壁部１６６に沿って上方へと引っ張る（アセンブリ１５３−１の駆動磁石１５５−１は、図９に示す容器ではなく、隣接する容器に影響を与えることが意図されていることに留意されたい。）。駆動磁石１５５−２が、次に試料容器１０２から離れる方向に回転し続けるにつれて、撹拌要素１６２は、駆動磁石１５５−２の磁力による影響をより小さく受けるようになり、重力によって試料容器１０２の壁部１６６に沿って底縁部１６４へと落ちる。しかし、このとき、容器１０２の反対側にあるアセンブリ１５３−ｎ＋１の駆動磁石１５５−１は、試料容器１０２の外面の近くに動き、その磁力が、撹拌要素１６２を引きつけて、撹拌要素１６２を回転させ、試料容器１０２の底縁部１６４から離して試料容器１０２の壁部１６６に沿って上方へと引っ張る。容器１０２の反対側にあるアセンブリ１５３−ｎ＋１の駆動磁石１５５−１が、次に試料容器１０２から離れる方向に回転し続けるとき、撹拌要素１６２は、駆動磁石１５５−２の磁力による影響をより小さく受けるようになり、重力によって試料容器１０２の壁部１６６に沿って底縁部１６４へと落ちる。この回転および引っ張り運動は、（隣接する駆動磁石アセンブリの）駆動磁石１５５−１および１５５−２が試料容器１０２の外面に沿って運動するとき毎回繰り返され、また、各開口１１０の各容器について繰り返される。撹拌容器１６２の撹拌作用は、有利には、図１３に示すようなアナレンマ様の運動を有するパターンに従う。
【００３２】
モータ１３０は、たとえば、毎分１５０回転の速さで回転させることができ、それによって、撹拌要素１６２は、上記で説明した撹拌通路を通って最高で毎分１５０回移動することができる。ただし、モータ１３０は、それを制御することによって所望の撹拌作用を実現するためのいかなる実用的な速さでも回転することができる。
【００３３】
撹拌要素１６２は、通常、磁性を有する鉄金属充填ポリマーである。本明細書で使用する「磁性」という用語は、磁性ステンレス鋼など、駆動磁石の磁界に反応する鉄金属のタイプを示す。撹拌要素において用いられる鉄材料は、それ自体が磁石である必要はなく、また磁化されている必要もない。撹拌要素は、図示のようなロッド形状または円柱状とすることができ、またはその他いかなる適当な形状を有することもできる。撹拌要素は、約１３ｍｍ（約０．５００インチ）から２０ｍｍ（０．７５０インチ）の全長、および約３ｍｍ（約０．１２０インチ）から約５ｍｍ（約０．２２０インチ）の全直径を有し、通常円形端部を有する、円柱状とすることができる。
【００３４】
撹拌要素１６２の鉄充填材含有量を増加することによって、駆動磁石１５４が有する撹拌要素１６２への磁気影響力が増大する。同様に、撹拌要素１６２の鉄充填材含有量を減少させることによって、駆動磁石１５４が有する撹拌要素１６２への磁気影響力が減少する。したがって、撹拌の強度は単純に、撹拌要素１６２を、異なる鉄充填材含有量を有する撹拌機に置き換えることによって、変えることができる。また、撹拌要素１６２のサイズおよび形状を変える必要はない。また、撹拌要素１６２を磁化することによって、駆動磁石１５４が有する撹拌要素１６２への磁気影響力を、さらに調整することができる。したがって、撹拌の強度は単純に、撹拌要素１６２を、異なる磁化の程度を有する撹拌要素に置き換えることによって、変えることができる。
【００３５】
各実施形態で、たとえば１００００ガウス以上の様々な磁力および帯磁方向を有する、駆動磁石１５４および１５５を提供することができる。磁性体および希土類磁石は、様々な構造に焼結または鋳造することができるので、それぞれの磁石は、単独または複数で提供することができ、様々なサイズおよび形状を有することができる。駆動磁石は、単独で、あるいはアレイとしてまたは複数で、各開口部に作用することができる。したがって、交互回転、横方向、縦方向など、撹拌要素の様々な物理的運動を提供することができる。また、様々な振動速度、すなわち毎分数十、数百、または数千回転を有する、それぞれの駆動磁石を提供することもできる。
【００３６】
図１０、図１１、および図１２に示されるように、様々な形状、サイズ、磁性およびポリマー充填材レベル、ならびに磁極方向を有した、撹拌要素を提供することができる。たとえば、撹拌要素の形状は、それに作用する関連した力に基づいて選択することができる。撹拌要素に作用する、液体中でその固有の運動を生じさせる主な力には、磁力、重力、浮力、および粘性が含まれる。（撹拌要素が磁化されている場合に）撹拌要素の、駆動磁石に向かう、またはそこから離れる運動を生じる磁力は、撹拌要素中の磁化された充填材の保磁度、駆動磁石の固有の強度によって変化し、または撹拌要素と駆動磁石との間の距離に反比例して変化する。したがって、撹拌要素は、（磁化されている場合）その磁極の向きを駆動磁石により近づけるようにするために、液体の体積形状を最大限に利用するような形状とすることができる。この形状は、平坦な形（矩形多面体）、線形（円筒形ロッド）、球状、または撹拌される体積および所望の撹拌強度に適した別のより複雑な形状とすることができる。重力は、撹拌要素を地球の中心へと向かって引っ張る傾向がある。撹拌要素が、撹拌している液体の体積に対して非常に大きい（重い）場合、撹拌要素は、それが小さく、すなわちより軽い場合よりも、大きい力で落ちやすくなる。また、より大きい撹拌要素質量の増大された慣性は、重力の増大に対抗する傾向がある。形状を最適化することによって撹拌要素の相対的な質量を制御することにより、要素の浮力および液体の粘度に対する、重力の平衡をとることができる。同様に、撹拌要素の長さ対直径の比によって、液体中の粘性抗力を増大あるいは低減させることができる。より大きい（またはより小さい）抗力を生み出すことによって、撹拌要素は、所与の粘度および外部から加えられた磁界に関して、液体中でより小さく（または大きく）動かされる。さらに、撹拌要素は、様々な磁極方向および強度で磁化され得る。図１０、図１１、および図１２は、本発明の実施形態による、撹拌要素１６２ａ、１６２ｂ、および１６２ｃのいくつかの磁極構成を示す。
【００３７】
本発明の実施形態によれば、撹拌要素１６２、１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃは、約２０重量％から約８０重量％のポリマーを含むことができ、残り８０重量％から２０重量％が鉄金属、あるいは別の磁性材料または磁化可能な材料となる。ただし、撹拌要素を一体に保持するのに十分な結合力をもたらし、また、駆動磁石１５４に対する十分な反応性を可能にする限り、ポリマー対鉄金属のいかなる比を用いることもできる。ポリマー材料は、好ましくは、撹拌要素の全表面硬度を低減し、したがって懸濁液中の固体試料１５８および試料容器１０２への潜在的な損傷を低減する、ナイロンまたはポリプロピレンなど生体不活性ポリマーである。本発明の実施形態では、鉄材料は、ステンレス鋼であるが、駆動磁石１５４からの磁気影響力に反応することができる適当な材料のどのようなものであってもよい。撹拌要素はさらに、ポリマーおよび鉄材料のタイプおよび含有率を指示するために、青、灰色、赤、緑、オレンジなどの色で符号を付けることができる。撹拌要素は、試料容器１０２内に設けることができ、または固体試料１５８および液体培地１６０を試料容器１０２内に加える前または後に、試料容器１０２に加えることができる。
【００３８】
撹拌要素は、各容器内の液体試薬に撹拌運動をもたらすのに十分な連続的または律動的な運動を誘導するために、駆動磁石アセンブリの永久磁石の回転に反応して動くように磁化することができる材料で、作成することができる。通常、撹拌要素は、所望の運動を液体試薬に誘導するのに十分な長さおよび直径の、ほぼ円筒形を有したものである。撹拌要素は、一般に、約１５〜２５ｍｍの長さ、および約２〜６ｍｍの直径を有する。一つの好ましい実施形態では、撹拌バーは、約２０ｍｍ（０．７５インチ）の長さ、および５ｍｍ（０．２２インチ）の直径を有する。通常、撹拌要素は、わずかに丸まった端部を有する。
【００３９】
好ましい一実施形態では、撹拌要素は、成形可能なポリマーまたはコポリマーと、磁化可能な材料との混合物から製造される。適当なポリマーの例には、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）コポリマーが含まれる。これはこのコポリマーは、生体不活性であり、所望の形状およびサイズに容易に成形されるからである。別の実施形態では、撹拌要素のポリマー成分は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、およびポリスチレンからなる群から選択される。通常、ポリマー成分は、可撓性の熱可塑性ポリマーまたはコポリマーである。ポリマーまたはコポリマーは、通常、完成した撹拌要素の総重量の、約２０重量％から約４０重量％、好ましくは約３０重量％の量が含まれる。
【００４０】
磁化可能材料は、通常、完成した撹拌要素の総重量の、約６０重量％から約８０重量％、また好ましくは約７０％の量で含まれる。磁化可能材料は、一般に、必要な撹拌効果をもたらすための適当な力を持つように磁化することができる、フェライト化合物である。磁化可能なフェライトの例には、２族金属フェライト、および特にストロンチウムフェライトが含まれる。磁性または磁化可能な構成成分は、鉄、ステンレス鋼、およびフェライト合金からなる群から選択することができる。好ましい一実施形態は、３０重量％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンコポリマーと、７０重量％のストロンチウムフェライトの混合物である。構成成分は互いに混合され、溶融し円筒部材として押し出し、所定の長さに切断することによって成形される。あるいは、ポリマーとストロンチウムフェライト粒子の混合物を、所望の形状に圧縮成形することができ、あるいは、加熱して所望の形状に射出成形することができる。上記のように、本発明の特に好ましい実施形態では、撹拌要素は、約７０重量％のストロンチウムフェライトと３０重量％のＳＥＢＳポリマーの混合物を含み、長さ約２０ｍｍ（０．７５インチ）、直径約５ｍｍ（０．２２０インチ）の、円形端部を有した長円筒形に成形することができる。撹拌要素は、さらに、約３００ガウスの磁気飽和状態まで磁化することができ、２つの磁極が、図１１および図１２に示すように直径上に、または図１０に示すように要素の端部に、整列される。比較的軟質のＳＥＢＳポリマーは、液体培地中に懸濁されるあらゆる粒子への損傷を防ぐために適した可撓性をもたらし、かつ生体不活性である。７０重量％のストロンチウムフェライトは、適度の磁力、持続的な強度、非反応性、ならびに配合および成形の容易さをもたらす。
【００４１】
いくつかの実施形態では、撹拌要素は、形成され、次いで適当な撹拌効果をもたらすための所望の磁力まで磁化される。撹拌要素は、標準的な磁化手順を用いて、約２００ガウスから約４００ガウスの磁力まで磁化される。好ましい一実施形態では、撹拌磁石は、約３００ガウスの磁力まで磁化される。ストロンチウムフェライトなどフェライト材料は、適度な磁力を、撹拌要素の企図された耐用期間のための持続的な強度と共にもたらすことができる。
【００４２】
複数の磁極を、撹拌要素の形状内でパターン化することができ、磁極は、軸方向に向け、径方向に向け、周方向に向けることができ、あるいは、撹拌機に所望の誘引性（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ）または反発性（ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ）のジオメトリを与えるための、その他多くの構成で設計することができる。そのような様々な磁極ジオメトリは、液体中で撹拌要素の様々な運動をさらに実現し、それによって、所望の効果を生み出すことができる。本発明の好ましい実施形態では、撹拌要素の円周の周りで正反対に向けられた対向磁極を有する、磁性撹拌要素が製作される。一実施形態では、図１０に示すような、撹拌要素の第１の端部にあるＮ極および第２の端部にあるＳ極を有する、撹拌要素１６２ａが形成される。別の実施形態では、各端部に１つのＮ極および１つのＳ極を有する撹拌要素１６２ｂが形成され、ここで両極は、図１１に示すように、撹拌要素の円周の周りで交互になる状態で、撹拌要素のほぼ全長に沿って長手方向に延びる。さらに別の実施形態では、撹拌要素１６２ｃは、各端部に２つ以上の対向磁極の対を備え、ここで両極は、図１２に示すように撹拌要素の円周の周りで交互になり、撹拌要素の長さにほぼ沿って延びる。このやり方では、磁束の線は、従来の棒磁石のように端部から端部にではなく、撹拌要素の円周の周りに延びる。
【００４３】
直径方向および軸方向に向けられた磁極は、駆動磁石の運動に反応して、撹拌要素のランダムな３次元運動を誘導することができる。駆動磁石は、一般に、培養容器に関する軌道経路内で、培養容器の長手軸に平行な平面内で滑らかな曲線状に動く。駆動磁石の円形経路の軸は、撹拌要素が不規則な脈動運動を示すことができるように、駆動磁石が培養容器および撹拌要素に向かい、次いでそこから離れて動くようなものである。ほぼ曲線状の通路内の駆動磁石の円運動は、撹拌要素のランダムな運動を誘導する。撹拌要素の直径方向および軸方向に向けられた磁極は、撹拌要素をその長手軸の周りで回転させ、同時に、撹拌要素の長手軸に対してほぼ垂直の軸の周りで運動および回転させ、それによって、アナレンマ様の運動を行い、撹拌効果をもたらす。
【００４４】
図１１および図１２に示すように、磁極は、図１３に示すような複雑な、３次元の、アナレンマ様の撹拌パターンを生み出すために、直径方向に（軸方向に）磁気誘導（ｉｎｄｕｃｅ）することができる。本発明の本実施形態による撹拌要素の磁力強度は、通常、沈降した赤血球から抜け出すのに十分であるが、細胞または樹脂粒子を破裂させるほど強くはないものである。
【００４５】
近年の、幅広い特性を有する多くの異なる磁性材料および熱可塑性ポリマーを利用できることが多くなることによって、上記で説明したような複雑な撹拌要素の形状の成形または押出が可能になっている。したがって、液体に与えられる運動の程度を精密に制御するために、以下でさらに詳細に説明するように、撹拌要素および駆動磁石の両方の設計をさらに調整することができる。また、上記で説明したようなフェライトが充填された撹拌要素の磁化は、電磁放電（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ではなく強力な永久磁石フィクスチャを用いて、容易に実現することができる。したがって、エネルギーディレクタ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）を有する永久磁石フィクスチャは、撹拌要素の製造のための製造体積要件を容易に満たすものである。
【００４６】
上記実施形態の磁性材料の充填比を調整するために、ポリマーマトリックスと共に撹拌要素形状に成形される磁性材料は、様々な体積比率（充填比率）を有することができ、様々な材料から選択することができる。磁性材料のより高い体積充填比率は、要素の製造に使用されるもう一方の成分が軽量ポリマーである場合、撹拌要素をより巨大にする傾向がある。撹拌要素がより大きい質量を有する程、同じ粘性および粘弾性の撹拌される液体について重力が有することになる撹拌への影響力および効果が大きくなり、その運動のより大きい要因となる。
【００４７】
体積比率の調整に加えて、質量および保磁力を調整するために、材料のタイプを変えることができる。たとえば、撹拌要素中の粉末金属充填材が、マルテンサイトステンレス鋼である場合、それは、ストロンチウムフェライトなど、同じ充填比率を有するがより高い保持力を有する要素よりも、大幅に小さい磁気モーメントを有する。
【００４８】
磁力に関して材料のタイプを選択することができるだけでなく、生物試料中で撹拌要素を使用する場合などに必要とされる、非毒性に関して選択することもできる。また、材料のための酸化電位を、応用例に合わせて選択することができる。たとえば、光学的に調べられる（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅｄ）サンプラ容器中の錆は、性能に重大な影響を及ぼすおそれがある。
【００４９】
上記実施形態のポリマー充填材を調整するために、撹拌要素の製造に使用される体積または質量比率およびポリマーのタイプを、選択することができる。より高いポリマー充填材の比率は、様々な応用例環境のために撹拌機の物理的特性を変えることができる。たとえば、ポリマーが（それが軟らかいことを意味する）より低いジュロメータ値を有し、その比率が増大される場合、液体培地中に懸濁された固体に加えられる衝撃力の大きさを低減することができる。ポリマーの体積がより小さくなり、磁性充填材がより大きくなるにつれて、要素の硬度は通常上昇し、懸濁された固体への外見上の衝突損傷が、増大することがある。
【００５０】
異なるタイプのポリマーを選択することによって、別の性能属性を向上させることもできる。材料の所望の可撓性が知られている場合、撹拌される内容物との固有の適合性が最高になる。いくつかのポリマーは、代謝プロセスにとって有毒であることが知られているが、いくつかは、比較的不活性であることが知られている。非毒性ポリマーを選択する場合、ポリウレタンではなくＰＴＦＥを選択することが、撹拌される液体の内容物の安定性への要素の究極的な影響を決定することがある。いくつかの場合、化学的に活性な、吸収性の、または液体の内容物に有害な試剤を破壊する、ポリマーの選択が望ましいことがある。これらの有害な、あるいは有利なポリマーを撹拌要素中に含めることは、容器の内容物の動作を調整するために使用することができる。
【００５１】
本発明の様々な実施形態は、従来の撹拌装置に優るいくつかの利点を提供する。たとえば、傾けられた開口１１０は、試料容器１０２を、水平に対してある角度に維持するので、実施形態では、液相を気相に最大限に露出することが容易になる。したがってこれは、角度に応じて、溶解されるガスの交換の改善をもたらす。さらに、試料容器１０２の向きが角度付けされることにより、駆動磁石が撹拌要素への磁性影響力を維持する確率が上昇する。また、撹拌要素の通路が試料容器の壁部１６６によって制限されるので、撹拌作用は、従来の方法におけるよりも緩やかにすることができる。撹拌機システムのこれらすべての改善された特徴によって、液体培地１６０中の試料の増殖が促進され、したがって、試料容器中の、全二酸化炭素発生量、酸素減少量、および圧力変化が増大し、それによって、試料検出結果が改善される。
【００５２】
本発明の新規技術および利点から著しく離れることなく、本発明で説明した実施形態に修正を加えることができることを、当業者は理解するであろう。したがって、それらの修正はすべて、添付の特許請求の範囲内で定義されるような本発明の範囲に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態によるシステムを示す斜視図である。
【図２】試料容器を収容するための、図１に示すシステム内のパネルの例を示す詳細斜視図である。
【図３】図２に示すパネルの側面図である。
【図４】図２に示すパネル内で使用されるベルトおよびプーリ構成を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態の駆動構成を示す詳細分解図である。
【図６】図５に示す駆動構成のモータを示す詳細図である。
【図７】図２に示すパネル内で使用される、本発明の別の実施形態による歯車構成を示す部分側面図である。
【図８】本発明の一実施形態による駆動磁石構成を有する、図２に示すパネルの行区間を示す拡大斜視図である。
【図９】図８の駆動磁石構成の位置と運動の間の関係の例を示す概念図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による、撹拌要素の磁極構成を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態による、撹拌要素の磁極構成を示す図である。
【図１２】本発明の別の実施形態による、撹拌要素の磁極構成を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態の駆動磁石構成によって生み出される、撹拌運動の一例を示す概念図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、駆動磁石対の構成を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年３月２８日出願の米国特許仮出願第６０／６６５，６９２号明細書の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、液体培地中の懸濁物質を撹拌するための改善されたシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの医学診断では、血液試料など流体試料を、患者から採取し、増殖培地内で培養し、患者の疾病を引き起こしていると考えられる病原の存在を検査することを必要としている。増殖培地は、細菌、ウィルス、マイコバクテリウム、ほ乳類細胞など、病原の存在を検出することができるようにそれらを十分な数まで増殖させることを可能にする、栄養分を提供する。
【０００４】
いくつかの例では、病原は、視覚的に検出することができるように、十分多数に増殖することができる。たとえば、培養物の一部を、顕微鏡用スライド上に配置し、目的の病原の存在を検出するために視覚的に検査することができる。
【０００５】
あるいは、微生物の増殖中に発生されるその副産物の存在を検出することによって、病原または別の生物の存在を、間接的に検出することができる。たとえば、ほ乳類細胞、昆虫細胞、細菌、ウィルス、マイコバクテリウム、および真菌など、いくつかの微生物は、その増殖時および生活環の間に酸素を消費する。試料培養物中で微生物の数が増加するにつれて、それらは当然、より多くの酸素を消費する。さらに、こうした酸素を消費する生物は通常、代謝副産物として二酸化炭素を放出する。したがって、存在する生物の数が増加するにつれて、それら全体が放出する二酸化炭素の体積も、同様に増加する。
【０００６】
あるいは、酸素を消費する微生物の存在を検出するために二酸化酸素の存在を測定する代わりに、目的の試料中の酸素濃度の低下を測定することが可能である。酸素を消費する生物の存在はまた、目的試料を収容する封止された試料バイアル内の、圧力変化を測定することによって検出することもできる。すなわち、閉じられた試料バイアル内の酸素が、酸素を消費する生物によって減少すると、封止された試料バイアル内の圧力が変化する。生物が二酸化炭素を放出するにつれて、試料バイアル内の圧力はさらに変化する。したがって、そのような生物の存在は、閉じられた試料バイアル内の圧力変化を監視することによって、検出することができる。
【０００７】
試料中に生物が存在するかどうかを検出するために、試料中の二酸化炭素の増加を測定するための、いくつかの方法が存在する。たとえば、Ｂｅｃｔｏｎ Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙによって製造されるＢａｃｔｅｃ（登録商標）９０５０は、指示薬の色の変化を検出して試料中に二酸化炭素が存在するかどうかを決定する。すなわち、二酸化炭素の存在に反応して色が変化する化学薬品を有する指示薬培地を収容する、それぞれの試料バイアル内に、各試料が収集される。次いで、試料バイアルが機器内に装填されると、光センサが、試料バイアル内の指示薬培地の色を検出する。試料が、増殖および／または代謝活性に応じて二酸化炭素を放出する生物を含む場合、二酸化炭素の存在に反応して、指示薬培地の反射または蛍光輝度が変化する。したがって光センサは、この輝度の変化を検出し、機器は、試料バイアル内に収容された試料中に生物が存在することを、操作者に指示する。試料中の二酸化炭素の変化を測定することによって試料中の生物の存在を検出するための機器の別の例が、特許文献１、特許文献２、特許文献３、および特許文献４に記載されている。これらの特許のそれぞれの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。
【０００８】
酸素検出技術を用いる機器が、内容全体が参照により本明細書に組み込まれている、特許文献５に記載されている。試料バイアル内の圧力変化を検出することができる機器が、特許文献６、特許文献７、特許文献８、および特許文献９に記載されている。これらの特許のそれぞれの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれるものである。さらに、容器内の二酸化炭素濃度の変化、酸素濃度の変化、および圧力の変化を検出することができる機器が、Ｎｉｃｈｏｌａｓ Ｒ．Ｂａｃｈｕｒらの「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｇａｓ，ｏｒ ｔｈｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ， ｉｎ ａ Ｓａｍｐｌｅ Ｖｉａｌ ｔｏ Ｄｅｔｅｃｔ Ｓａｍｐｌｅ Ｇｒｏｗｔｈ」という名称の、２００１年６月２６日出願の特許文献１０に記載されており、容器内の二酸化炭素濃度の変化または酸素濃度の変化を検出することができる別の機器が、特許文献１１に記載されている。これらの内容全体は、いずれも、参照により本明細書に組み込まれるものである。
【０００９】
生物の増殖が促進されて、容器内の二酸化炭素がより多量に生成され、酸素がより多量に減少し、または圧力がより大きく変化する場合に、上記で説明した生物検出技術によって得られる結果を、改善することができることに留意されたい。固体試料を懸濁状態に維持することによって、液体培地中の固体試料の生体活性を促進することができることが知られている。これは、固液混合物を連続的に撹拌することによって実現することができ、それによって、混合物中の栄養分、消耗、およびガス交換が改善される。
【００１０】
撹拌技術の例が、特許文献１２、特許文献１３、および特許文献１４に記載されている。これらの特許それぞれの内容全体は、参照により本明細書に組み込まれるものである。これらの技術のそれぞれは、試料を収容する容器内に配置され、容器内の試料を撹拌するために磁石によって操作される、磁力攪拌機を使用する。
【００１１】
【特許文献１】米国特許第４，９４５，０６０号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１６４，７９６号明細書
【特許文献３】米国特許第５，０９４，９５５号明細書
【特許文献４】米国特許第５，２１７，８７６号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５６７，５９８号明細書
【特許文献６】米国特許第４，１５２，２１３号明細書
【特許文献７】米国特許第５，３１０，６５８号明細書
【特許文献８】米国特許第５，８５６，１７５号明細書
【特許文献９】米国特許第５，８６３，７５２号明細書
【特許文献１０】米国特許出願第０９／８９２，０６１号明細書
【特許文献１１】米国特許第６，７０９，８５７号明細書
【特許文献１２】米国特許第５，５８６，８２３号明細書
【特許文献１３】米国特許第４，４８３，６２３号明細書
【特許文献１４】米国特許第４，０４０，６０５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
これらの撹拌技術は、試料増殖の促進においていくらか有効となり得るが、液体培地中の懸濁物質を撹拌して試料増殖を促進し、それによって試料検出結果を改善するための改善されたシステムおよび方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
一実施形態では、１つまたは複数の試料容器を備えるシステムが提供され、この試料容器は、液体増殖培地と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素と、１つまたは複数の試料容器を保持するための１つまたは複数の開口を有した、培養および測定モジュールとを備える。培養および測定モジュールは、各試料容器と関連づけられる少なくとも２つの駆動磁石と、少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、関連する試料容器の表面に向かわせまたそこから離す反復的な動きができるようにされた磁石駆動装置とを、さらに備えている。開口は、容器の長手軸が水平に対して約９０°未満の角度となるように、試料容器を保持するように構成されている。
【００１４】
他の実施形態では、１つまたは複数の試料容器を備えるシステムが提供され、試料容器は、液体増殖培地と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素と、試料容器を保持するための１つまたは複数の開口を有する、培養および測定モジュールとを備える。培養および測定モジュールは、上記１つまたは複数の試料容器と関連づけられる少なくとも２つの駆動磁石と、磁石駆動装置とをさらに備え、磁石駆動装置は、シャフトおよび複数の駆動磁石を有した、磁石シャフトアセンブリを備える。駆動磁石は、二つ一組でシャフトに結合され、磁石駆動装置は、少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、関連する試料容器の表面に向かわせまたそこから離す反復的に動きをするように構成されている。
【００１５】
さらなる実施形態では、試料を撹拌するための方法が提供され、この方法は、液体と、磁力による影響を受けることができる撹拌要素とを備えた試料容器を提供するステップと、容器の長手軸が水平から９０°未満の角度となるように、容器を傾けるステップと、撹拌要素に磁気影響力を反復的に与えるように構成された、少なくとも２つの駆動磁石を提供するステップとを含むものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
同じまた同様の参照番号は、同じまた同様の部分、構成要素および構造を示す。
【００１７】
図１は、試料容器１０２内の液体培地中に懸濁される試料を撹拌するために使用される、培養および測定モジュール１００を備えた、システムの一実施形態を示す。図示のように、この例の培養および測定モジュール１００は、ハウジング１０４、および２つのパネル１０６を備え、パネル１０６は、それぞれのレール構成１０８に沿って、矢印Ａに沿った方向で、ハウジング１０４から摺動式に出し入れすることができる。
【００１８】
各パネル１０６は、それぞれ試料容器１０２を受けるようになされた、複数の開口１１０を備える。以下でより詳細に議論するように、各容器１０２は、液体培地中に懸濁された試料、および撹拌要素を備えている。開口１１０は、開口１１０内に受けられる試料容器１０２も傾けられるように、水平に対して傾けられている。一般に、開口は、容器の長手軸が水平２００（図９を参照）対して角度が９０°未満となるように、その容器を保持するように構成される。本実施形態では、開口１１０は、開口１１０内に受けられる試料容器１０２が水平に対して約１５°傾けられるように、構成される。この傾斜は、直立位置の容器に比べて、より大きい空気と液体との界面２０２を試料容器１０２内に作り出している。また、開口１１０、したがって試料容器１０２は、水平に対して１５°傾けられる必要はなく、むしろ約１５°から約２５°の範囲内の角度で傾けることができるが、約１５°から約２０°の範囲が有利である。ただし、開口１１０および試料容器１０２は、有用な空気と液体の界面を作り出す、水平に対するいかなる実用的な角度にも傾けることができる。
【００１９】
開口１１０は、図示のように、複数の行および列で構成され、各パネル１０６は、いかなる実用的な数の開口を有することもできる。たとえば、開口１１０は、１０行および９列で構成することができ、それによって１枚のパネル１０６につき開口１１０が合計９０個となる。培養および測定モジュール１００は、パネル１０６がハウジング１０４内に受けら入れられた後にハウジング１０４を閉じるための、１つまたは複数のドア（図示せず）をさらに備える。
【００２０】
培養および測定モジュール１００によって試料培養物が分析されるとき、試料培養物は、試料容器１０２内に配され、試料容器１０２は、培養および測定モジュール１００内のそれぞれのパネル１０６内の、それぞれの開口１１０内へと装填される。試料容器１０２は、この例では閉じられた試料バイアルである。培養および測定モジュール１００は、キーボード１１２、バーコードリーダ（図示せず）あるいは、技術者が、試料に関する情報を、培養および測定モジュール１００内のメモリ内に保存されたデータベース内へと、またはモジュール１００から離隔されモジュール１００の動作を制御するコンピュータ（図示せず）内に入力することを可能にする、その他何らかの適当なインタフェースを、さらに備えることができる。情報はたとえば、患者情報、試料のタイプ、試料容器１０２が装填されている開口１１０の行および列などを、含むことができる。モジュール１００は、上記で参照した特許文献１０、および特許文献１１に記載されるようなタイプの、検出装置を含むことができる。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態では、各パネル１０６が、複数の磁石シャフトアセンブリ１１６を駆動するための駆動アセンブリ１１４を備える。駆動アセンブリ１１４は、駆動モータアセンブリ１１８およびプーリ構成を備え、このプーリ構成は、駆動プーリ１２０、シャフト駆動プーリ１２２、アイドラプーリ１２４および１２６、ならびに蛇行ベルト１２８を備え、この蛇行ベルト１２８は、駆動プーリ１２０、シャフト駆動プーリ１２２、ならびにアイドラプーリ１２４および１２６の周りを通るものである（図４も参照）。図７に示す別の実施形態では、駆動アセンブリは、駆動モータアセンブリ１１８および歯車構成を備えることができ、歯車構成は、それぞれ回転運動を駆動アセンブリ１１８から各磁石シャフトアセンブリへと伝達するように係合される、駆動歯車１２１、シャフト駆動歯車１２３、およびアイドラ歯車１２５を備えたものである。駆動モータアセンブリ１１８は、たとえば、マイクロコントローラなど制御装置１３２によって制御される、駆動モータ１３０を備える。駆動モータ１３０の駆動シャフト１３４は通常、図６に示すように、磁石プレート１３６に結合される。磁石プレート１３６は、希土類磁石など一般に強力な磁石である、複数の磁石１３８を備える。駆動モータ１３０は、たとえば取付けブラケット１４０によって、ハウジング１０４の内側に取り付けられる。
【００２２】
図２および図５に詳細に示すように、希土類磁石など複数の強力な磁石１４４を有する磁石プレート１４２が、駆動プーリ１２０に結合される。駆動モータ１３０は、それに対応するパネル１０６がハウジング１０４内に完全に挿入されるとき、磁石プレート１４２が磁石プレート１３６と位置合せされ、またはほぼ位置合せされるように、ハウジング１０４内に位置決めされる。駆動モータ１３０および磁石プレート１３６は、ハウジング１０４の内側に収容されパネル１０６を受け入れる培養チャンバの、後壁１４６の外側に配置されることに、さらに留意されたい。したがって、磁石プレート１３６および磁石プレート１４２は、培養チャンバの後壁１４６の両側に配置される。ただし、磁石プレート１３６および磁石プレート１４２上のそれぞれ磁石１３８および１４４は、後壁１４６を介して互いに磁気的に結合するほど十分に強力であり、そのため、駆動モータ１３０が磁石プレート１３６を回転させるとき、磁石プレート１３６の回転は、磁気結合により磁石プレート１４２を回転させる。磁石プレート１４２の回転によって、プーリ１２０が駆動され、それによって蛇行ベルト１２８が駆動されて、シャフト駆動プーリ１２２およびアイドラプーリ１２４および１２６を駆動する。同様のやり方で、図７の実施形態では、磁石プレート１４２の回転が駆動歯車１２１を駆動し、それによって、シャフト駆動プーリ１２３およびアイドラプーリ１２５のかみ合わされた歯車が駆動される。駆動モータ１３０を培養チャンバの外側に配置することによって、動作時に駆動モータ１３０によって放出される熱が、培養チャンバ内の温度に影響を与えないことに留意されたい。さらに、駆動モータ１３０は、それに損傷を与えるおそれがある、培養チャンバの熱による影響を受けない。
【００２３】
本実施形態では、各シャフト駆動プーリ１２２は、それぞれの磁石シャフトアセンブリ１１６に結合される（たとえば図８を参照されたい。）。本実施形態における各駆動磁石シャフトアセンブリ１１６は、シャフト１４８を備え、シャフト１４８は、一端部にてそれぞれのシャフト駆動プーリ１２２または歯車１２３に結合され、パネル１０６の幅に沿って延び、その他端部にて取付けアセンブリに回転可能に結合される。複数の駆動磁石アセンブリが、各シャフト１４８に結合されており、シャフト１４８がそのそれぞれのシャフト駆動プーリ１２２または歯車１２３によってその長手軸の周りで回転させられるときに、シャフト１４８と共に回転する。
【００２４】
図８に示す実施形態では、各駆動磁石アセンブリ１５３−ｎが、回転可能なシャフト１４８に固定された２つの強力な駆動磁石１５５−１および１５５−２を有し、それによって、各アセンブリ１５３の各駆動磁石１５５は、各開口１１０に対する近接位置と離隔位置との間に配置される。本実施形態では、磁石シャフトアセンブリ１１６の駆動磁石１５５の総数は、その磁石シャフトアセンブリ１１６に対応する行内の、開口１１０の数の２倍に等しい。
【００２５】
図８および図９に示す実施形態では、駆動磁石１５５は、２つの駆動磁石が各開口に係合しまたは関連づけられる（たとえば、各容器１０２が開口内に配置されるときそれに係合しまたは関連づけられる）ように、各開口１１０の間に設けられる。図８は、図２に示すタイプのパネルの行区間を示す、拡大斜視図である。図９は、図８に示す駆動磁石構成の位置および動作と、本発明の実施形態による撹拌機を備えたそれぞれの試料容器との関係の例を示す、概念図である。
【００２６】
駆動磁石１５５の位置決めによって、２つの駆動磁石が交互の周期で各開口１１０に係合することが保証される。図８にさらに詳細に示すように、本実施形態における駆動磁石１５５は、対１５３として、シャフト１４８に沿って各開口１１０の間に設けられる（各開口に２つの駆動磁石を関連づけるため、シャフト１４８の各端部では、単一の駆動磁石１５５が、最端部の開口（図示せず）とシャフト１４８の支持部材（図示せず）との間に設けられる。）。各開口１１０内の各容器１０２内に存在する撹拌要素と係合するために、それぞれ、各駆動磁石１５５−１の表面を、たとえばＮ極またはＳ極のいずれかとして設けることができ、各駆動磁石１５５−２の表面を、Ｓ極またはＮ極のいずれかとして設けることができる。駆動磁石１５５−１、１５５−２は、個別の構成要素とすることができ、あるいは、単一の機械構成要素の個別の部分とすることができる。
【００２７】
本実施形態では、駆動磁石対１５３−ｎは、各対１５３の各駆動磁石１５５−１および１５５−２が、シャフト１４８のそれぞれ反対側から（たとえば互いに１８０°で）、シャフト１４８の長手軸からある角度で延びるように、シャフト１４８に結合される。有用な角度は、長手軸から約３０°である。各駆動磁石対１５３−ｎは、通常、シャフト１４８に沿って同じ角度で結合される。
【００２８】
図８および図９において、隣接する駆動磁石対１５３−ｎすなわちアセンブリ（たとえば磁石アセンブリ１５３−１および１５３−２）の駆動磁石１５５−ｎは、シャフト１４８の周りで、互いに同じ角度位置に向けられる。すなわち、図８に示すように、磁石アセンブリ１５３−３の駆動磁石１５５−１が、対応する開口１１０に近接して位置決めされるとき、磁石アセンブリ１５３−２の駆動磁石１５５−１もまた、対応する開口１１０に近接して位置決めされる。そのような位置で、各アセンブリ１５３−ｎの駆動磁石１５５−１は、対応する開口１１０に近接して位置決めされる。同様にして、各アセンブリ１５３−ｎの駆動磁石１５５−２は、隣接する開口１１０から離隔して配置される。シャフト１４８が回転するとき、各駆動磁石１５５−ｎの位置は変化する。通常、単一開口／単一容器に関連づけられる駆動磁石の組は、１８０°の回転によって、１つの磁石が、開口内に配置された容器に最も近い位置から、容器から最も遠い位置へと動かされ、第２の磁石が、容器から最も遠い位置から、容器に最も近い位置へと動かされるように、シャフト上に配置される。
【００２９】
本実施形態は、１つの開口／容器について２つの磁石を使用するものを示しているが、いかなる複数の磁石であっても、撹拌上の同様の利点をもたらす。さらに、各開口／容器に関連づけられる複数の磁石は、容器内の磁気撹拌機に所望の影響をもたらすどのようなやり方でも、シャフトに取り付けることもできる。たとえば、シャフト１４８のそれぞれ反対側でシャフトから延びる駆動磁石対の代わりに、シャフトの同じ側から延びる磁石対１５６−１、１５６−２を使用することができ、たとえば、第１の駆動磁石アセンブリ１６０−１の第１の磁石１５６−１は、シャフトから３０°の角度で延び、第２の磁石１５６−２は、シャフトから１５０°の角度にて延びる。そのような場合、隣接する駆動磁石アセンブリ１６０−２の磁石１５６−１および１５６−２は、通常、シャフト１４８の反対側から延びる。たとえば、そのような一実施形態を示す図１４を参照されたい。
【００３０】
図９は、一実施形態による、駆動磁石アセンブリ１５３−ｎの駆動磁石１５５−１および１５５−２と、開口１１０内に装填された試料容器１０２との関係を示す。本実施形態では、各開口１１０に対して、２つの駆動磁石１５５−ｎが係合しまたは関連づけられるが、図９は、開口１１０の片側（すなわち容器１０２のための駆動磁石１５５−２）のみを示し、また、隣接する開口１１０の１つの駆動磁石（すなわち図示されない隣接容器のための駆動磁石１５５−１）を示している。
【００３１】
図８および図９に示すように、Ｒで示す方向にシャフト１４８が回転するとき、アセンブリ１５３−１の駆動磁石１５５−２は、試料容器１０２の外面の近くに動き、その磁力が、この例では磁化された撹拌要素１６２である撹拌要素を引きつけて、撹拌要素１６２を、試料容器１０２の底縁部１６４から離して、試料容器１０２の壁部１６６に沿って上方へと引っ張る（アセンブリ１５３−１の駆動磁石１５５−１は、図９に示す容器ではなく、隣接する容器に影響を与えることが意図されていることに留意されたい。）。駆動磁石１５５−２が、次に試料容器１０２から離れる方向に回転し続けるにつれて、撹拌要素１６２は、駆動磁石１５５−２の磁力による影響をより小さく受けるようになり、重力によって試料容器１０２の壁部１６６に沿って底縁部１６４へと落ちる。しかし、このとき、容器１０２の反対側にあるアセンブリ１５３−ｎ＋１の駆動磁石１５５−１は、試料容器１０２の外面の近くに動き、その磁力が、撹拌要素１６２を引きつけて、撹拌要素１６２を回転させ、試料容器１０２の底縁部１６４から離して試料容器１０２の壁部１６６に沿って上方へと引っ張る。容器１０２の反対側にあるアセンブリ１５３−ｎ＋１の駆動磁石１５５−１が、次に試料容器１０２から離れる方向に回転し続けるとき、撹拌要素１６２は、駆動磁石１５５−２の磁力による影響をより小さく受けるようになり、重力によって試料容器１０２の壁部１６６に沿って底縁部１６４へと落ちる。この回転および引っ張り運動は、（隣接する駆動磁石アセンブリの）駆動磁石１５５−１および１５５−２が試料容器１０２の外面に沿って運動するとき毎回繰り返され、また、各開口１１０の各容器について繰り返される。撹拌容器１６２の撹拌作用は、有利には、図１３に示すようなアナレンマ様の運動を有するパターンに従う。
【００３２】
モータ１３０は、たとえば、毎分１５０回転の速さで回転させることができ、それによって、撹拌要素１６２は、上記で説明した撹拌通路を通って最高で毎分１５０回移動することができる。ただし、モータ１３０は、それを制御することによって所望の撹拌作用を実現するためのいかなる実用的な速さでも回転することができる。
【００３３】
撹拌要素１６２は、通常、磁性を有する鉄金属充填ポリマーである。本明細書で使用する「磁性」という用語は、磁性ステンレス鋼など、駆動磁石の磁界に反応する鉄金属のタイプを示す。撹拌要素において用いられる鉄材料は、それ自体が磁石である必要はなく、また磁化されている必要もない。撹拌要素は、図示のようなロッド形状または円柱状とすることができ、またはその他いかなる適当な形状を有することもできる。撹拌要素は、約１３ｍｍ（約０．５００インチ）から２０ｍｍ（０．７５０インチ）の全長、および約３ｍｍ（約０．１２０インチ）から約５ｍｍ（約０．２２０インチ）の全直径を有し、通常円形端部を有する、円柱状とすることができる。
【００３４】
撹拌要素１６２の鉄充填材含有量を増加することによって、駆動磁石１５４が有する撹拌要素１６２への磁気影響力が増大する。同様に、撹拌要素１６２の鉄充填材含有量を減少させることによって、駆動磁石１５４が有する撹拌要素１６２への磁気影響力が減少する。したがって、撹拌の強度は単純に、撹拌要素１６２を、異なる鉄充填材含有量を有する撹拌機に置き換えることによって、変えることができる。また、撹拌要素１６２のサイズおよび形状を変える必要はない。また、撹拌要素１６２を磁化することによって、駆動磁石１５４が有する撹拌要素１６２への磁気影響力を、さらに調整することができる。したがって、撹拌の強度は単純に、撹拌要素１６２を、異なる磁化の程度を有する撹拌要素に置き換えることによって、変えることができる。
【００３５】
各実施形態で、たとえば１００００ガウス以上の様々な磁力および帯磁方向を有する、駆動磁石１５４および１５５を提供することができる。磁性体および希土類磁石は、様々な構造に焼結または鋳造することができるので、それぞれの磁石は、単独または複数で提供することができ、様々なサイズおよび形状を有することができる。駆動磁石は、単独で、あるいはアレイとしてまたは複数で、各開口部に作用することができる。したがって、交互回転、横方向、縦方向など、撹拌要素の様々な物理的運動を提供することができる。また、様々な振動速度、すなわち毎分数十、数百、または数千回転を有する、それぞれの駆動磁石を提供することもできる。
【００３６】
図１０、図１１、および図１２に示されるように、様々な形状、サイズ、磁性およびポリマー充填材レベル、ならびに磁極方向を有した、撹拌要素を提供することができる。たとえば、撹拌要素の形状は、それに作用する関連した力に基づいて選択することができる。撹拌要素に作用する、液体中でその固有の運動を生じさせる主な力には、磁力、重力、浮力、および粘性が含まれる。（撹拌要素が磁化されている場合に）撹拌要素の、駆動磁石に向かう、またはそこから離れる運動を生じる磁力は、撹拌要素中の磁化された充填材の保磁度、駆動磁石の固有の強度によって変化し、または撹拌要素と駆動磁石との間の距離に反比例して変化する。したがって、撹拌要素は、（磁化されている場合）その磁極の向きを駆動磁石により近づけるようにするために、液体の体積形状を最大限に利用するような形状とすることができる。この形状は、平坦な形（矩形多面体）、線形（円筒形ロッド）、球状、または撹拌される体積および所望の撹拌強度に適した別のより複雑な形状とすることができる。重力は、撹拌要素を地球の中心へと向かって引っ張る傾向がある。撹拌要素が、撹拌している液体の体積に対して非常に大きい（重い）場合、撹拌要素は、それが小さく、すなわちより軽い場合よりも、大きい力で落ちやすくなる。また、より大きい撹拌要素質量の増大された慣性は、重力の増大に対抗する傾向がある。形状を最適化することによって撹拌要素の相対的な質量を制御することにより、要素の浮力および液体の粘度に対する、重力の平衡をとることができる。同様に、撹拌要素の長さ対直径の比によって、液体中の粘性抗力を増大あるいは低減させることができる。より大きい（またはより小さい）抗力を生み出すことによって、撹拌要素は、所与の粘度および外部から加えられた磁界に関して、液体中でより小さく（または大きく）動かされる。さらに、撹拌要素は、様々な磁極方向および強度で磁化され得る。図１０、図１１、および図１２は、本発明の実施形態による、撹拌要素１６２ａ、１６２ｂ、および１６２ｃのいくつかの磁極構成を示す。
【００３７】
本発明の実施形態によれば、撹拌要素１６２、１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃは、約２０重量％から約８０重量％のポリマーを含むことができ、残り８０重量％から２０重量％が鉄金属、あるいは別の磁性材料または磁化可能な材料となる。ただし、撹拌要素を一体に保持するのに十分な結合力をもたらし、また、駆動磁石１５４に対する十分な反応性を可能にする限り、ポリマー対鉄金属のいかなる比を用いることもできる。ポリマー材料は、好ましくは、撹拌要素の全表面硬度を低減し、したがって懸濁液中の固体試料１５８および試料容器１０２への潜在的な損傷を低減する、ナイロンまたはポリプロピレンなど生体不活性ポリマーである。本発明の実施形態では、鉄材料は、ステンレス鋼であるが、駆動磁石１５４からの磁気影響力に反応することができる適当な材料のどのようなものであってもよい。撹拌要素はさらに、ポリマーおよび鉄材料のタイプおよび含有率を指示するために、青、灰色、赤、緑、オレンジなどの色で符号を付けることができる。撹拌要素は、試料容器１０２内に設けることができ、または固体試料１５８および液体培地１６０を試料容器１０２内に加える前または後に、試料容器１０２に加えることができる。
【００３８】
撹拌要素は、各容器内の液体試薬に撹拌運動をもたらすのに十分な連続的または律動的な運動を誘導するために、駆動磁石アセンブリの永久磁石の回転に反応して動くように磁化することができる材料で、作成することができる。通常、撹拌要素は、所望の運動を液体試薬に誘導するのに十分な長さおよび直径の、ほぼ円筒形を有したものである。撹拌要素は、一般に、約１５〜２５ｍｍの長さ、および約２〜６ｍｍの直径を有する。一つの好ましい実施形態では、撹拌バーは、約２０ｍｍ（０．７５インチ）の長さ、および５ｍｍ（０．２２インチ）の直径を有する。通常、撹拌要素は、わずかに丸まった端部を有する。
【００３９】
好ましい一実施形態では、撹拌要素は、成形可能なポリマーまたはコポリマーと、磁化可能な材料との混合物から製造される。適当なポリマーの例には、スチレン−エチレン−ブチレン−スチレン（ＳＥＢＳ）コポリマーが含まれる。これはこのコポリマーは、生体不活性であり、所望の形状およびサイズに容易に成形されるからである。別の実施形態では、撹拌要素のポリマー成分は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、およびポリスチレンからなる群から選択される。通常、ポリマー成分は、可撓性の熱可塑性ポリマーまたはコポリマーである。ポリマーまたはコポリマーは、通常、完成した撹拌要素の総重量の、約２０重量％から約４０重量％、好ましくは約３０重量％の量が含まれる。
【００４０】
磁化可能材料は、通常、完成した撹拌要素の総重量の、約６０重量％から約８０重量％、また好ましくは約７０％の量で含まれる。磁化可能材料は、一般に、必要な撹拌効果をもたらすための適当な力を持つように磁化することができる、フェライト化合物である。磁化可能なフェライトの例には、２族金属フェライト、および特にストロンチウムフェライトが含まれる。磁性または磁化可能な構成成分は、鉄、ステンレス鋼、およびフェライト合金からなる群から選択することができる。好ましい一実施形態は、３０重量％のスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンコポリマーと、７０重量％のストロンチウムフェライトの混合物である。構成成分は互いに混合され、溶融し円筒部材として押し出し、所定の長さに切断することによって成形される。あるいは、ポリマーとストロンチウムフェライト粒子の混合物を、所望の形状に圧縮成形することができ、あるいは、加熱して所望の形状に射出成形することができる。上記のように、本発明の特に好ましい実施形態では、撹拌要素は、約７０重量％のストロンチウムフェライトと３０重量％のＳＥＢＳポリマーの混合物を含み、長さ約２０ｍｍ（０．７５インチ）、直径約５ｍｍ（０．２２０インチ）の、円形端部を有した長円筒形に成形することができる。撹拌要素は、さらに、約３００ガウスの磁気飽和状態まで磁化することができ、２つの磁極が、図１１および図１２に示すように直径上に、または図１０に示すように要素の端部に、整列される。比較的軟質のＳＥＢＳポリマーは、液体培地中に懸濁されるあらゆる粒子への損傷を防ぐために適した可撓性をもたらし、かつ生体不活性である。７０重量％のストロンチウムフェライトは、適度の磁力、持続的な強度、非反応性、ならびに配合および成形の容易さをもたらす。
【００４１】
いくつかの実施形態では、撹拌要素は、形成され、次いで適当な撹拌効果をもたらすための所望の磁力まで磁化される。撹拌要素は、標準的な磁化手順を用いて、約２００ガウスから約４００ガウスの磁力まで磁化される。好ましい一実施形態では、撹拌磁石は、約３００ガウスの磁力まで磁化される。ストロンチウムフェライトなどフェライト材料は、適度な磁力を、撹拌要素の企図された耐用期間のための持続的な強度と共にもたらすことができる。
【００４２】
複数の磁極を、撹拌要素の形状内でパターン化することができ、磁極は、軸方向に向け、径方向に向け、周方向に向けることができ、あるいは、撹拌機に所望の誘引性（ａｔｔｒａｃｔｉｖｅ）または反発性（ｒｅｐｅｌｌｅｎｔ）のジオメトリを与えるための、その他多くの構成で設計することができる。そのような様々な磁極ジオメトリは、液体中で撹拌要素の様々な運動をさらに実現し、それによって、所望の効果を生み出すことができる。本発明の好ましい実施形態では、撹拌要素の円周の周りで正反対に向けられた対向磁極を有する、磁性撹拌要素が製作される。一実施形態では、図１０に示すような、撹拌要素の第１の端部にあるＮ極および第２の端部にあるＳ極を有する、撹拌要素１６２ａが形成される。別の実施形態では、各端部に１つのＮ極および１つのＳ極を有する撹拌要素１６２ｂが形成され、ここで両極は、図１１に示すように、撹拌要素の円周の周りで交互になる状態で、撹拌要素のほぼ全長に沿って長手方向に延びる。さらに別の実施形態では、撹拌要素１６２ｃは、各端部に２つ以上の対向磁極の対を備え、ここで両極は、図１２に示すように撹拌要素の円周の周りで交互になり、撹拌要素の長さにほぼ沿って延びる。このやり方では、磁束の線は、従来の棒磁石のように端部から端部にではなく、撹拌要素の円周の周りに延びる。
【００４３】
直径方向および軸方向に向けられた磁極は、駆動磁石の運動に反応して、撹拌要素のランダムな３次元運動を誘導することができる。駆動磁石は、一般に、培養容器に関する軌道経路内で、培養容器の長手軸に平行な平面内で滑らかな曲線状に動く。駆動磁石の円形経路の軸は、撹拌要素が不規則な脈動運動を示すことができるように、駆動磁石が培養容器および撹拌要素に向かい、次いでそこから離れて動くようなものである。ほぼ曲線状の通路内の駆動磁石の円運動は、撹拌要素のランダムな運動を誘導する。撹拌要素の直径方向および軸方向に向けられた磁極は、撹拌要素をその長手軸の周りで回転させ、同時に、撹拌要素の長手軸に対してほぼ垂直の軸の周りで運動および回転させ、それによって、アナレンマ様の運動を行い、撹拌効果をもたらす。
【００４４】
図１１および図１２に示すように、磁極は、図１３に示すような複雑な、３次元の、アナレンマ様の撹拌パターンを生み出すために、直径方向に（軸方向に）磁気誘導（ｉｎｄｕｃｅ）することができる。本発明の本実施形態による撹拌要素の磁力強度は、通常、沈降した赤血球から抜け出すのに十分であるが、細胞または樹脂粒子を破裂させるほど強くはないものである。
【００４５】
近年の、幅広い特性を有する多くの異なる磁性材料および熱可塑性ポリマーを利用できることが多くなることによって、上記で説明したような複雑な撹拌要素の形状の成形または押出が可能になっている。したがって、液体に与えられる運動の程度を精密に制御するために、以下でさらに詳細に説明するように、撹拌要素および駆動磁石の両方の設計をさらに調整することができる。また、上記で説明したようなフェライトが充填された撹拌要素の磁化は、電磁放電（ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）ではなく強力な永久磁石フィクスチャを用いて、容易に実現することができる。したがって、エネルギーディレクタ（ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｒｅｃｔｏｒ）を有する永久磁石フィクスチャは、撹拌要素の製造のための製造体積要件を容易に満たすものである。
【００４６】
上記実施形態の磁性材料の充填比を調整するために、ポリマーマトリックスと共に撹拌要素形状に成形される磁性材料は、様々な体積比率（充填比率）を有することができ、様々な材料から選択することができる。磁性材料のより高い体積充填比率は、要素の製造に使用されるもう一方の成分が軽量ポリマーである場合、撹拌要素をより巨大にする傾向がある。撹拌要素がより大きい質量を有する程、同じ粘性および粘弾性の撹拌される液体について重力が有することになる撹拌への影響力および効果が大きくなり、その運動のより大きい要因となる。
【００４７】
体積比率の調整に加えて、質量および保磁力を調整するために、材料のタイプを変えることができる。たとえば、撹拌要素中の粉末金属充填材が、マルテンサイトステンレス鋼である場合、それは、ストロンチウムフェライトなど、同じ充填比率を有するがより高い保持力を有する要素よりも、大幅に小さい磁気モーメントを有する。
【００４８】
磁力に関して材料のタイプを選択することができるだけでなく、生物試料中で撹拌要素を使用する場合などに必要とされる、非毒性に関して選択することもできる。また、材料のための酸化電位を、応用例に合わせて選択することができる。たとえば、光学的に調べられる（ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｅｄ）サンプラ容器中の錆は、性能に重大な影響を及ぼすおそれがある。
【００４９】
上記実施形態のポリマー充填材を調整するために、撹拌要素の製造に使用される体積または質量比率およびポリマーのタイプを、選択することができる。より高いポリマー充填材の比率は、様々な応用例環境のために撹拌機の物理的特性を変えることができる。たとえば、ポリマーが（それが軟らかいことを意味する）より低いジュロメータ値を有し、その比率が増大される場合、液体培地中に懸濁された固体に加えられる衝撃力の大きさを低減することができる。ポリマーの体積がより小さくなり、磁性充填材がより大きくなるにつれて、要素の硬度は通常上昇し、懸濁された固体への外見上の衝突損傷が、増大することがある。
【００５０】
異なるタイプのポリマーを選択することによって、別の性能属性を向上させることもできる。材料の所望の可撓性が知られている場合、撹拌される内容物との固有の適合性が最高になる。いくつかのポリマーは、代謝プロセスにとって有毒であることが知られているが、いくつかは、比較的不活性であることが知られている。非毒性ポリマーを選択する場合、ポリウレタンではなくＰＴＦＥを選択することが、撹拌される液体の内容物の安定性への要素の究極的な影響を決定することがある。いくつかの場合、化学的に活性な、吸収性の、または液体の内容物に有害な試剤を破壊する、ポリマーの選択が望ましいことがある。これらの有害な、あるいは有利なポリマーを撹拌要素中に含めることは、容器の内容物の動作を調整するために使用することができる。
【００５１】
本発明の様々な実施形態は、従来の撹拌装置に優るいくつかの利点を提供する。たとえば、傾けられた開口１１０は、試料容器１０２を、水平に対してある角度に維持するので、実施形態では、液相を気相に最大限に露出することが容易になる。したがってこれは、角度に応じて、溶解されるガスの交換の改善をもたらす。さらに、試料容器１０２の向きが角度付けされることにより、駆動磁石が撹拌要素への磁性影響力を維持する確率が上昇する。また、撹拌要素の通路が試料容器の壁部１６６によって制限されるので、撹拌作用は、従来の方法におけるよりも緩やかにすることができる。撹拌機システムのこれらすべての改善された特徴によって、液体培地１６０中の試料の増殖が促進され、したがって、試料容器中の、全二酸化炭素発生量、酸素減少量、および圧力変化が増大し、それによって、試料検出結果が改善される。
【００５２】
本発明の新規技術および利点から著しく離れることなく、本発明で説明した実施形態に修正を加えることができることを、当業者は理解するであろう。したがって、それらの修正はすべて、添付の特許請求の範囲内で定義されるような本発明の範囲に包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施形態によるシステムを示す斜視図である。
【図２】試料容器を収容するための、図１に示すシステム内のパネルの例を示す詳細斜視図である。
【図３】図２に示すパネルの側面図である。
【図４】図２に示すパネル内で使用されるベルトおよびプーリ構成を示す概略図である。
【図５】本発明の一実施形態の駆動構成を示す詳細分解図である。
【図６】図５に示す駆動構成のモータを示す詳細図である。
【図７】図２に示すパネル内で使用される、本発明の別の実施形態による歯車構成を示す部分側面図である。
【図８】本発明の一実施形態による駆動磁石構成を有する、図２に示すパネルの行区間を示す拡大斜視図である。
【図９】図８の駆動磁石構成の位置と運動の間の関係の例を示す概念図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による、撹拌要素の磁極構成を示す図である。
【図１１】本発明の別の実施形態による、撹拌要素の磁極構成を示す図である。
【図１２】本発明の別の実施形態による、撹拌要素の磁極構成を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態の駆動磁石構成によって生み出される、撹拌運動の一例を示す概念図である。
【図１４】本発明の一実施形態による、駆動磁石対の構成を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体増殖培地と、磁力の影響を受けることができる撹拌要素と、を備えた複数の試料容器と、
培養および測定モジュールであって、前記試料容器を保持するための複数の開口を備え、前記開口の数の少なくとも２倍に等しい数の駆動磁石をさらに備え、前記１つまたは複数の開口がそれぞれ、少なくとも２つの前記駆動磁石と関連づけられる、モジュールと、
複数の駆動磁石を備えた磁石駆動装置であって、前記関連する開口内に関連する試料容器が配置されるとき、前記少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、前記関連する試料容器の表面に向かいまたそこから離して反復的に動かすようになされ、前記開口は、前記容器の前記長手軸が水平から９０°未満の角度となるように、前記１つまたは複数の試料容器を保持するように構成される、磁石駆動装置と、
を具えたことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記磁石駆動装置の動作中に、前記前記試料容器のうちの１つと結合される少なくとも２つの駆動磁石が、別々の時点に、前記関連する試料容器の前記表面の最も近くへと動き、前記少なくとも２つの駆動磁石の前記運動が、前記関連する試料容器内の前記撹拌要素に磁気影響力を与えて前記撹拌要素を動かす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１つまたは複数の開口がそれぞれ、第１および第２の駆動磁石の組と関連づけられ、前記磁石駆動装置が、
シャフトおよび前記複数の前記駆動磁石を備えた磁石シャフトアセンブリと、
モータであって、第１の回転位置で、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れ、第２の回転位置で、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れるように、前記磁石シャフトアセンブリを回転させ前記複数の駆動磁石を動かすために、前記シャフトと係合されるモータと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記磁石駆動装置が、
シャフトと前記複数の前記駆動磁石とを有する磁石シャフトアセンブリを備え、
前記複数の駆動磁石が、対で前記シャフトに結合され、前記対が、個別の構成要素、または単一構成要素の個別の部品、あるいはそれらの組合せであり、
前記対が、前記シャフトに結合されそこから第１の角度で延びる第１の駆動磁石、および前記シャフトに結合されそこから第２の角度で延びる第２の駆動磁石を備え、
前記第１の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口と関連づけられ、前記第２の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口に隣接する、前記１つまたは複数の開口のうちの第２の開口と関連づけられ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】
前記第１および第２の駆動磁石が、それぞれ前記シャフト上の第１および第２の位置から延び、前記第１および第２の位置が、互いに前記シャフトのほぼ反対側にあることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１および第２の回転位置が、約１８０°離れていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１および第２の角度が、約３０°であることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記各駆動磁石対が、前記試料容器開口のうちの２つの間にくるように、前記磁石シャフトアセンブリが、前記モジュール内に配置されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記磁石駆動装置の動作時に、前記磁気影響力によって、前記撹拌要素が前記試料容器の壁部に沿って動くことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記磁石駆動装置の動作時に、前記磁気影響力によって、前記撹拌要素が、前記試料容器内でアナレンマパターンで動くことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記駆動磁石の前記運動の一部の間に、重力によって前記撹拌要素が前記試料容器の底部に向かって動かされるように、前記磁石駆動装置および駆動磁石が構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記角度が、約１５°から約２５°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１３】
前記試料容器が、細長い試料バイア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１４】
液体増殖培地と、磁力の影響を受けることができる撹拌要素と、を備えた複数の試料容器と、
培養および測定モジュールであって、前記１つまたは複数の試料容器を保持するための複数の開口を備え、前記１つまたは複数の開口がそれぞれ、少なくとも２つの前記駆動磁石と関連づけられる、モジュールと、
複数の駆動磁石を備える磁石駆動装置であって、前記関連する開口内に関連する試料容器が配置されるとき、前記少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、試料容器の表面に向かいまたそこから離して反復的に動かすようになされ、磁石シャフトアセンブリを備える、磁石駆動装置と、を備え、
前記磁石シャフトアセンブリが、シャフトおよび複数の駆動磁石を備え、
前記複数の駆動磁石が、対で前記シャフトに結合され、前記対が、個別の構成要素、または単一構成要素の個別の部品、あるいはそれらの組合せであることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記磁石駆動装置の動作時に、前記試料容器のうちの１つと結合される少なくとも２つの駆動磁石が、別々の時点で、前記関連する試料容器の前記表面に最も近づき、前記少なくとも２つの駆動磁石の前記運動が、前記撹拌要素を動かすために、前記関連する試料容器内の前記撹拌要素に磁気影響力を与えることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記磁石駆動装置が、モータをさらに備え、第１の回転位置で、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れ、第２の回転位置で、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れるように、前記磁石シャフトアセンブリを回転させ前記複数の駆動磁石を動かすために、前記モータが前記シャフトと係合されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記駆動磁石の各対が、
前記シャフトに結合されそこから第１の角度で延びる第１の駆動磁石、および前記シャフトに結合されそこから第２の角度で延びる第２の駆動磁石を備え、前記第１の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口と関連づけられ、前記第２の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口と隣接する、前記１つまたは複数の開口のうちの第２の開口と関連づけられることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１および第２の駆動磁石が、それぞれ前記シャフト上の第１および第２の位置から延び、前記第１および第２の位置が、互いに前記シャフトのほぼ反対側にあることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１および第２の回転位置が、約１８０°離れていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１および第２の角度が、約３０°であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記各駆動磁石対が、前記試料容器開口のうちの２つの間にくるように、前記磁石シャフトアセンブリが、前記モジュール内に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
試料を撹拌するための方法であって、
液体と、磁力の影響を受けることができる撹拌要素と、を備えた試料容器を提供するステップと、
前記容器の長手軸が水平から９０°未満の角度になるように、前記容器を傾けるステップと、
前記撹拌要素に磁気影響力を定期的に与えるように構成された、少なくとも２つの駆動磁石を提供するステップと、
を有したことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記少なくとも２つの駆動磁石を、前記試料容器の外面に向かいまたそこから離して反復的に動かすステップをさらに有したことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記磁気影響力を、前記少なくとも２つの駆動磁石それぞれから、別々の時点で前記撹拌要素に与えるステップをさらに有したことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも２つの駆動磁石がそれぞれ、別々の時点で、前記試料容器の前記表面に最も近くへと動かされることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記動かすステップは、第２の駆動磁石が前記試料容器の前記外面に向かって動かされるとき、第１の駆動磁石を前記試料容器の前記外面から離して動かすことを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１および第２の駆動磁石が、前記試料容器の前記外面上の異なる位置に向かい、またはそこから離れて動くことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記磁気影響力によって、前記撹拌要素が、前記試料容器の側壁に沿って動くことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記動かすステップの一部の間に、重力によって前記撹拌要素が前記試料容器の前記底部に向かって動かされることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記磁気影響力によって、前記撹拌要素がアナレンマパターンで動くことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記撹拌要素が、約２００ガウスから約４００ガウスの間で磁化されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記撹拌要素が、約３００ガウスまで磁化されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項１】
液体増殖培地と、磁力の影響を受けることができる撹拌要素と、を備えた複数の試料容器と、
培養および測定モジュールであって、前記試料容器を保持するための複数の開口を備え、前記開口の数の少なくとも２倍に等しい数の駆動磁石をさらに備え、前記１つまたは複数の開口がそれぞれ、少なくとも２つの前記駆動磁石と関連づけられる、モジュールと、
複数の駆動磁石を備えた磁石駆動装置であって、前記関連する開口内に関連する試料容器が配置されるとき、前記少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、前記関連する試料容器の表面に向かいまたそこから離して反復的に動かすようになされ、前記開口は、前記容器の前記長手軸が水平から９０°未満の角度となるように、前記１つまたは複数の試料容器を保持するように構成される、磁石駆動装置と、
を具えたことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記磁石駆動装置の動作中に、前記前記試料容器のうちの１つと結合される少なくとも２つの駆動磁石が、別々の時点に、前記関連する試料容器の前記表面の最も近くへと動き、前記少なくとも２つの駆動磁石の前記運動が、前記関連する試料容器内の前記撹拌要素に磁気影響力を与えて前記撹拌要素を動かす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１つまたは複数の開口がそれぞれ、第１および第２の駆動磁石の組と関連づけられ、前記磁石駆動装置が、
シャフトおよび前記複数の前記駆動磁石を備えた磁石シャフトアセンブリと、
モータであって、第１の回転位置で、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れ、第２の回転位置で、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れるように、前記磁石シャフトアセンブリを回転させ前記複数の駆動磁石を動かすために、前記シャフトと係合されるモータと、を備えたことを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記磁石駆動装置が、
シャフトと前記複数の前記駆動磁石とを有する磁石シャフトアセンブリを備え、
前記複数の駆動磁石が、対で前記シャフトに結合され、前記対が、個別の構成要素、または単一構成要素の個別の部品、あるいはそれらの組合せであり、
前記対が、前記シャフトに結合されそこから第１の角度で延びる第１の駆動磁石、および前記シャフトに結合されそこから第２の角度で延びる第２の駆動磁石を備え、
前記第１の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口と関連づけられ、前記第２の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口に隣接する、前記１つまたは複数の開口のうちの第２の開口と関連づけられ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】
前記第１および第２の駆動磁石が、それぞれ前記シャフト上の第１および第２の位置から延び、前記第１および第２の位置が、互いに前記シャフトのほぼ反対側にあることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１および第２の回転位置が、約１８０°離れていることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１および第２の角度が、約３０°であることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記各駆動磁石対が、前記試料容器開口のうちの２つの間にくるように、前記磁石シャフトアセンブリが、前記モジュール内に配置されることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項９】
前記磁石駆動装置の動作時に、前記磁気影響力によって、前記撹拌要素が前記試料容器の壁部に沿って動くことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記磁石駆動装置の動作時に、前記磁気影響力によって、前記撹拌要素が、前記試料容器内でアナレンマパターンで動くことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記駆動磁石の前記運動の一部の間に、重力によって前記撹拌要素が前記試料容器の底部に向かって動かされるように、前記磁石駆動装置および駆動磁石が構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記角度が、約１５°から約２５°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１３】
前記試料容器が、細長い試料バイア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１４】
液体増殖培地と、磁力の影響を受けることができる撹拌要素と、を備えた複数の試料容器と、
培養および測定モジュールであって、前記１つまたは複数の試料容器を保持するための複数の開口を備え、前記１つまたは複数の開口がそれぞれ、少なくとも２つの前記駆動磁石と関連づけられる、モジュールと、
複数の駆動磁石を備える磁石駆動装置であって、前記関連する開口内に関連する試料容器が配置されるとき、前記少なくとも２つの駆動磁石をそれぞれ、試料容器の表面に向かいまたそこから離して反復的に動かすようになされ、磁石シャフトアセンブリを備える、磁石駆動装置と、を備え、
前記磁石シャフトアセンブリが、シャフトおよび複数の駆動磁石を備え、
前記複数の駆動磁石が、対で前記シャフトに結合され、前記対が、個別の構成要素、または単一構成要素の個別の部品、あるいはそれらの組合せであることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記磁石駆動装置の動作時に、前記試料容器のうちの１つと結合される少なくとも２つの駆動磁石が、別々の時点で、前記関連する試料容器の前記表面に最も近づき、前記少なくとも２つの駆動磁石の前記運動が、前記撹拌要素を動かすために、前記関連する試料容器内の前記撹拌要素に磁気影響力を与えることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記磁石駆動装置が、モータをさらに備え、第１の回転位置で、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れ、第２の回転位置で、前記第２の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面に最も近づき、前記第１の駆動磁石が、前記関連する試料容器の前記外面から離れるように、前記磁石シャフトアセンブリを回転させ前記複数の駆動磁石を動かすために、前記モータが前記シャフトと係合されることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記駆動磁石の各対が、
前記シャフトに結合されそこから第１の角度で延びる第１の駆動磁石、および前記シャフトに結合されそこから第２の角度で延びる第２の駆動磁石を備え、前記第１の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口と関連づけられ、前記第２の駆動磁石が、前記１つまたは複数の開口のうちの第１の開口と隣接する、前記１つまたは複数の開口のうちの第２の開口と関連づけられることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第１および第２の駆動磁石が、それぞれ前記シャフト上の第１および第２の位置から延び、前記第１および第２の位置が、互いに前記シャフトのほぼ反対側にあることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１および第２の回転位置が、約１８０°離れていることを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１および第２の角度が、約３０°であることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記各駆動磁石対が、前記試料容器開口のうちの２つの間にくるように、前記磁石シャフトアセンブリが、前記モジュール内に配置されることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２２】
試料を撹拌するための方法であって、
液体と、磁力の影響を受けることができる撹拌要素と、を備えた試料容器を提供するステップと、
前記容器の長手軸が水平から９０°未満の角度になるように、前記容器を傾けるステップと、
前記撹拌要素に磁気影響力を定期的に与えるように構成された、少なくとも２つの駆動磁石を提供するステップと、
を有したことを特徴とする方法。
【請求項２３】
前記少なくとも２つの駆動磁石を、前記試料容器の外面に向かいまたそこから離して反復的に動かすステップをさらに有したことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記磁気影響力を、前記少なくとも２つの駆動磁石それぞれから、別々の時点で前記撹拌要素に与えるステップをさらに有したことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記少なくとも２つの駆動磁石がそれぞれ、別々の時点で、前記試料容器の前記表面に最も近くへと動かされることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
前記動かすステップは、第２の駆動磁石が前記試料容器の前記外面に向かって動かされるとき、第１の駆動磁石を前記試料容器の前記外面から離して動かすことを含むことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１および第２の駆動磁石が、前記試料容器の前記外面上の異なる位置に向かい、またはそこから離れて動くことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記磁気影響力によって、前記撹拌要素が、前記試料容器の側壁に沿って動くことを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２９】
前記動かすステップの一部の間に、重力によって前記撹拌要素が前記試料容器の前記底部に向かって動かされることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項３０】
前記磁気影響力によって、前記撹拌要素がアナレンマパターンで動くことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
前記撹拌要素が、約２００ガウスから約４００ガウスの間で磁化されることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３２】
前記撹拌要素が、約３００ガウスまで磁化されることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公表番号】特表２００８−５３４０１２（Ｐ２００８−５３４０１２Ａ）
【公表日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０４２０９（Ｐ２００８−５０４２０９）
【出願日】平成１８年３月２７日（２００６．３．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１０９９７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０４９６２
【国際公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【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８月２８日（２００８．８．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２７日（２００６．３．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００６／０１０９９７
【国際公開番号】ＷＯ２００６／１０４９６２
【国際公開日】平成１８年１０月５日（２００６．１０．５）
【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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