特許 7254077 下流試験用の規定濃度の感染因子を含む出力サンプルの調製

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-03-30

(45)【発行日】2023-04-07

(54)【発明の名称】下流試験用の規定濃度の感染因子を含む出力サンプルの調製

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/28 20060101AFI20230331BHJP

   G01N 33/483 20060101ALI20230331BHJP

   G01N 15/14 20060101ALI20230331BHJP

   G01N 27/416 20060101ALI20230331BHJP

   G01N 1/38 20060101ALI20230331BHJP

   G01N 21/59 20060101ALI20230331BHJP

   C12Q 1/04 20060101ALI20230331BHJP

   C12Q 1/06 20060101ALI20230331BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20230331BHJP

【ＦＩ】

G01N1/28 J

G01N33/483 C

G01N15/14 C

G01N27/416 353Z

G01N27/416 341Z

G01N1/38

G01N21/59 Z

C12Q1/04

C12Q1/06

C12M1/34 B

C12M1/34 D

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2020528170

(86)(22)【出願日】2018-12-05

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-02-18

(86)【国際出願番号】 US2018064093

(87)【国際公開番号】W WO2019113226

(87)【国際公開日】2019-06-13

【審査請求日】2021-11-15

(31)【優先権主張番号】62/594,838

(32)【優先日】2017-12-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】62/597,657

(32)【優先日】2017-12-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】518038526

【氏名又は名称】アベイルズ メディカル，インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】ラジャン，ニティン ケー．

(72)【発明者】

【氏名】クノフメイチャー，オレン エス．

(72)【発明者】

【氏名】ヘルゲット，メイケ

(72)【発明者】

【氏名】ウィプフ，マティアス

【審査官】西浦 昌哉

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／００５８３１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０２４０８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０２０８３０６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００－ １／４４

Ｇ０１Ｎ ３３／４８－３３／９８

Ｇ０１Ｎ １５／１４

Ｇ０１Ｎ ２７／４１６

Ｇ０１Ｎ ２１／５９

Ｃ１２Ｍ １／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

規定濃度の感染因子の出力サンプルの調製方法であって、
前記感染因子を含む原サンプルのアリコートをある希釈倍率で希釈することであって、希釈サンプルを生成する、こと、
前記希釈サンプルに１つ以上のセンサーの１つ以上の電極を暴露することであって、前記１つ以上のセンサーの各々の少なくとも一部が前記希釈サンプルに暴露したときに前記希釈サンプルに流体連通する、こと、
前記希釈サンプルをあるインキュベーション温度でインキュベートすることであって、前記１つ以上のセンサーが前記希釈サンプルに暴露されるときに前記希釈サンプルがインキュベートされる、こと、
前記１つ以上のセンサーに結合されたパラメーターアナライザー又はコンピューティングデバイスを用いて前記希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターすることであって、前記溶液特性が酸化還元電位（ＯＲＰ）であるか、又は前記希釈サンプルのｐＨである、こと、及び
前記希釈サンプルの溶液特性が閾値量変化するときに前記希釈サンプルをある冷却温度に冷却することであって、前記規定濃度の出力サンプルを生成する、こと、
を含む、方法。

【請求項2】

前記希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターすることの前に、データベースからユニバーサルルックアップテーブルを検索すること、及び
前記規定濃度、前記ユニバーサルルックアップテーブルから得られる濃度データ、及び前記ユニバーサルルックアップテーブルから得られる溶液特性データに基づいて前記閾値量を設定すること、
をさらに含む、請求項１に記載の方法であって、
前記ユニバーサルルックアップテーブルが、経時的にモニターされた複数の参照サンプルから測定されたデータを表す、複数の株特異的ルックアップテーブルから作成され、且つ
前記複数の参照サンプルの少なくとも１つが、前記原サンプル中の感染因子とは異なる種の参照感染因子を含む、方法。

【請求項3】

前記複数の株特異的ルックアップテーブルの各々が、
ある時間域にわたり参照サンプルの溶液特性の変化をモニターすること、
同一時間域にわたり前記参照サンプルのサンプル計数アッセイを行うこと、
変換係数を用いて前記サンプル計数アッセイの結果を参照サンプル濃度に変換すること、及び
前記参照サンプル濃度を前記参照サンプルの溶液特性の変化に関連付けること、
により作成される、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記ユニバーサルルックアップテーブルが、前記参照サンプル濃度の各々について前記複数の株特異的ルックアップテーブルから得られるすべての溶液特性変化量の平均をとることと、前記参照サンプル濃度の各々を平均化溶液特性変化量に関連付けることと、により作成される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記サンプル計数アッセイが、光学濃度測定、プレートカウントアッセイ、フローサイトメトリーアッセイ、又はそれらの組合せを含む、請求項３に記載の方法。

【請求項6】

前記希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターする前に前記原サンプル中の感染因子の種に基づいてデータベースから種特異的ルックアップテーブルを検索すること、及び
前記規定濃度、前記種特異的ルックアップテーブルから得られる濃度データ、及び前記種特異的ルックアップテーブルから得られる溶液特性データに基づいて前記閾値量を設定すること、
をさらに含む、請求項１に記載の方法であって、
前記種特異的ルックアップテーブルが、経時的にモニターされた複数の参照サンプルから得られるデータを表す複数の株特異的ルックアップテーブルから作成され、且つ
前記複数の参照サンプルの各々が、前記原サンプル中の感染因子と同一種の参照感染因子を含む、方法。

【請求項7】

前記複数の株特異的ルックアップテーブルの各々が、
ある時間域にわたり参照サンプルの溶液特性の変化をモニターすること、
同一時間域にわたり前記参照サンプルのサンプル計数アッセイを行うこと、
変換係数を用いて前記サンプル計数アッセイの結果を参照サンプル濃度に変換すること、及び
前記参照サンプル濃度を前記参照サンプルの溶液特性の変化に関連付けること、
により作成される、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記種特異的ルックアップテーブルが、前記参照サンプル濃度の各々について前記複数の株特異的ルックアップテーブルから得られるすべての溶液特性変化量の平均をとること、及び前記参照サンプル濃度の各々を平均化溶液特性変化量に関連付けること、により作成される、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記サンプル計数アッセイが、光学濃度測定、プレートカウントアッセイ、フローサイトメトリーアッセイ、又はそれらの組合せを含む、請求項７に記載の方法。

【請求項10】

前記インキュベーション温度が約３３℃～３７℃である、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記冷却温度が約４℃～２５℃である、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記出力サンプルを他の希釈倍率で希釈してさらなる希釈サンプルを生成することをさらに含み、前記さらなる希釈サンプルが、下流試験に必要とされる感染因子濃度を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記１つ以上のセンサーがＯＲＰセンサーであり、前記１つ以上のＯＲＰセンサーの各々がレドックス活性層を含み、前記ＯＲＰが、前記希釈サンプル中にいずれの添加レポーター分子も存在させることなくモニターされる、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記１つ以上のＯＲＰセンサーの各々が、少なくとも活性電極と参照電極とを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記レドックス活性層が、金層、白金層、金属酸化物層、炭素層、又はそれらの組合せを含む、請求項１３に記載の方法。

【請求項16】

前記１つ以上のセンサーがｐＨセンサーであり、前記１つ以上のｐＨセンサーの各々がｐＨ感受性層を含み、前記ｐＨが、前記希釈サンプル中にいずれの添加レポーター分子も存在させることなくモニターされる、請求項１に記載の方法。

【請求項17】

前記１つ以上のｐＨセンサーの各々が、少なくとも活性電極と参照電極とを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記ｐＨ感受性層が、酸化物層、シラン層、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、ヒドロゲル層、タンパク質層、ポリマー層、又はそれらの組合せを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項19】

前記原サンプルが、体液、創傷スワブ若しくはサンプル、直腸スワブ若しくはサンプル、それらに由来する培養物、又はそれらの組合せを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項20】

前記体液が、尿、血液、痰、唾液、母乳、脊髄液、精液、膣分泌液、滑液、胸水、腹水、心嚢液、羊水、感染因子成長の試験で陽性を示した体液の培養物、又はそれらの組合せを含む、請求項１９に記載の方法。

【請求項21】

前記感染因子が、細菌、真菌、カビ、又はそれらの組合せを含む、請求項１に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[0001] 本願は、２０１７年１２月１２日出願の米国仮特許出願第６２／５９７，６５７号及び２０１７年１２月５日出願の米国仮特許出願第６２／５９４，８３８号（それらの全体が参照により本明細書に組み込まれる）に基づく利益を主張する。

【0002】

技術分野
[0002] 本開示は、一般的には、診断用サンプルの調製、より具体的には、下流試験用の規定濃度の感染因子を含む出力サンプルを調製する装置、システム、及び方法に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
[0003] 抗感染剤耐性の微生物又は感染因子により引き起こされる感染は、病院、養護ホーム、及び他のヘルスケア環境のヘルスケア専門家にとって重大な問題である。抗生物質又は他の抗感染剤に対する、かかる感染因子の感受性の迅速検出は、その耐性プロファイルの広がりを予防するうえできわめて重要である。陽性血液培養物などのサンプル中の感染因子を同定するために新しい技術（たとえば、マトリックス支援レーザー脱離／イオン化飛行時間質量分析（ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ）、迅速ポリメラーゼ連鎖反応（迅速ＰＣＲ）など）が開発されてきたが、ほとんどの試験プロトコルの第１の工程は、依然として規定濃度の感染因子を含む出力サンプルの調製を含む。たとえば、ほとんどの抗感染剤又は抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）プロトコルは、マクファーランド標準にマッチする濃度を有する出力サンプル又は接種物の調製を必要とする。

【0004】

[0004] かかる出力サンプルの調製に使用される既存の方法及び機器は、コスト、時間（たとえば最大２４時間）、及び労力のかかる微生物培養技術を含む。しかしながら、そうした方法では、多くの場合、熟練者が手作業で解釈する必要があり、技術的なエラー又はクリニシャンによるエラーを起こしやすい。そのほか、感染因子を保有するある特定の生物学的サンプル、たとえば、動物又はヒトの血液を含有するサンプルは、サンプルの不透明性を考えると、多くの場合、現行光学技術を用いて評価することが困難である。さらに、かかる光学技術は、多くの場合、嵩高く高価な装置を必要とする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

[0005] 以上の限定及び制限の結果として、下流試験用の規定濃度の感染因子を含む出力サンプル又は標準化接種物を迅速且つ効果的に調製する改善された装置、システム、及び方法の必要性が存在する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

概要
[0006] 規定濃度の出力サンプルを調製する各種方法、デバイス、及びシステムが開示される。一実施形態では、規定濃度の出力サンプルを調製する方法が開示される。本方法は、感染因子を含む原サンプル(source sample)のアリコートをある希釈倍率で希釈して希釈サンプルを生成することと、希釈サンプルに１つ以上のセンサーを暴露することと、を含む。１つ以上のセンサーの各々の少なくとも一部は、希釈サンプルに暴露したときに希釈サンプルに流体連通可能である。本方法は、希釈サンプルをあるインキュベーション温度でインキュベートすることをさらに含みうる。希釈サンプルは、１つ以上のセンサーが希釈サンプルに暴露されるときにインキュベート可能である。インキュベーション温度は約３３℃～約３７℃でありうる。

【0007】

[0007] 本方法はまた、１つ以上のセンサーに結合されたパラメーターアナライザー又はコンピューティングデバイスを用いて希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターすることを含みうる。本方法は、希釈サンプルの溶液特性が閾値量変化するときに希釈サンプルをある冷却温度に冷却して規定濃度の出力サンプルを生成することをさらに含みうる。いくつかの実施形態では、冷却温度は約４℃～約２５℃でありうる。

【0008】

[0008] 本方法はまた、希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターする前に、１つ以上のセンサーに結合されたコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーを用いて、データベースからユニバーサルルックアップテーブルを検索することを含みうる。コンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーは、規定濃度、ユニバーサルルックアップテーブルから得られる濃度データ、及びユニバーサルルックアップテーブルから得られる溶液特性データに基づいて閾値量を設定可能である。ユニバーサルルックアップテーブルは、経時的にモニターされた複数の参照サンプルから測定されたデータを表す複数の株特異的ルックアップテーブルから作成可能である。複数の参照サンプルの少なくとも１つは、原サンプル中の感染因子とは異なる種の参照感染因子を含みうる。

【0009】

[0009] いくつかの実施形態では、複数の株特異的ルックアップテーブルの各々は、ある時間域にわたり参照サンプルの溶液特性の変化をモニターすることと、同一時間域にわたり参照サンプルのサンプル計数アッセイを行うことと、変換係数を用いてサンプル計数アッセイの結果を参照サンプル濃度に変換することと、参照サンプル濃度を参照サンプルの溶液特性の変化に関連付けることと、により作成可能である。ユニバーサルルックアップテーブルは、参照サンプル濃度の各々について複数の株特異的ルックアップテーブルから得られるすべての溶液特性変化量の平均をとることと、参照サンプル濃度の各々を平均化(averaged)溶液特性変化量に関連付けることと、により作成可能である。サンプル計数アッセイは、光学濃度測定、プレートカウントアッセイ、フローサイトメトリーアッセイ、又はそれらの組合せを含みうる。

【0010】

[0010] 本方法は、希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターする前に原サンプル中の感染因子の種に基づいてデータベースから種特異的ルックアップテーブルを検索することと、規定濃度、種特異的ルックアップテーブルから得られる濃度データ、及び種特異的ルックアップテーブルから得られる溶液特性データに基づいて閾値量を設定することと、をさらに含みうる。種特異的ルックアップテーブルは、経時的にモニターされた複数の参照サンプルから得られるデータを表す複数の株特異的ルックアップテーブルから作成可能である。複数の参照サンプルの各々は、原サンプル中の感染因子と同一の種の参照感染因子を含みうる。

【0011】

[0011] 複数の株特異的ルックアップテーブルの各々は、ある時間域にわたり参照サンプルの溶液特性の変化をモニターすることと、同一時間域にわたり参照サンプルのサンプル計数アッセイを行うことと、変換係数を用いてサンプル計数アッセイの結果を参照サンプル濃度に変換することと、参照サンプル濃度を参照サンプルの溶液特性の変化に関連付けることと、により作成可能である。種特異的ルックアップテーブルは、参照サンプル濃度の各々について複数の株特異的ルックアップテーブルから得られるすべての溶液特性変化量の平均をとることと、参照サンプル濃度の各々を平均化溶液特性変化量に関連付けることと、により作成可能である。これらの実施形態では、サンプル計数アッセイは、光学濃度測定、プレートカウントアッセイ、フローサイトメトリーアッセイ、又はそれらの組合せを含みうる。

【0012】

[0012] 本方法は、出力サンプルを他の希釈倍率で希釈してさらなる希釈サンプルを生成することをさらに含みうる。さらなる希釈サンプルは、下流試験に必要とされる感染因子濃度を含みうる。

【0013】

[0013] いくつかの実施形態では、溶液特性は酸化還元電位（ＯＲＰ）でありうるとともに１つ以上のセンサーはＯＲＰセンサーでありうる。ＯＲＰは、希釈サンプル中にいずれの添加レポーター分子も存在させることなくモニター可能である。１つ以上のＯＲＰセンサーの各々は、レドックス活性層を含みうる。１つ以上のＯＲＰセンサーの各々は、活性電極及び参照電極の少なくとも１つを含みうる。いくつかの実施形態では、レドックス活性層は、金層、白金層、金属酸化物層、炭素層、又はそれらの組合せを含みうる。

【0014】

[0014] 他の実施形態では、溶液特性はｐＨでありうるとともに１つ以上のセンサーはｐＨセンサーでありうる。１つ以上のｐＨセンサーの各々はｐＨ感受性層を含みうる。ｐＨは、希釈サンプル中にいずれの添加レポーター分子も存在させることなくモニター可能である。１つ以上のｐＨセンサーの各々は、活性電極及び参照電極の少なくとも１つを含みうる。いくつかの実施形態では、ｐＨ感受性層は、酸化物層、シラン層、自己組織化単分子層（self-assembled mono layer, ＳＡＭ）、ヒドロゲル層、タンパク質層、ポリマー層、又はそれらの組合せを含みうる。

【0015】

[0015] 原サンプルは、体液、創傷スワブ若しくはサンプル、直腸スワブ若しくはサンプル、他のタイプの生物学的サンプル、それらに由来する培養物、又はそれらの組合せを含みうる。体液は、尿、血液、痰、唾液、母乳、脊髄液、精液、膣分泌液、滑液、胸水、腹水、心嚢液、羊水、感染因子成長の試験で陽性を示した体液の培養物、又はそれらの組合せを含みうる。感染因子は、細菌、真菌、カビ、又はそれらの組合せを含みうる。

【0016】

[0016] 他の一実施形態では、規定濃度の出力サンプルを調製するシステムが開示される。システムは、感染因子を含む原サンプルのアリコートをある希釈倍率で希釈して希釈サンプルを生成するように構成された１つ以上の流体送達コンジット又は計量コンジットを含みうる。システムはまた、１つ以上のセンサーを含みうる。いくつかの実施形態では、希釈サンプルは、１つ以上のセンサーに送達可能そうでなければ導入可能である。他の実施形態では、１つ以上のセンサーは、希釈サンプルに流体連通させて位置決めすることにより希釈サンプルに暴露可能である。

【0017】

[0017] システムは、希釈サンプルをあるインキュベーション温度でインキュベートするように構成されたインキュベートコンポーネントをさらに含みうる。希釈サンプルは、１つ以上のセンサーが希釈サンプルに暴露されるときにインキュベート可能である。インキュベーション温度は約３３℃～約３７℃でありうる。

【0018】

[0018] システムはまた、１つ以上のセンサーに結合されたパラメーターアナライザー及びコンピューティングデバイスの少なくとも１つを含みうる。パラメーターアナライザー又はコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーは、１つ以上のセンサーに結合されたパラメーターアナライザー又はコンピューティングデバイスを用いて希釈サンプルの溶液特性の変化をモニター可能である。

【0019】

[0019] システムは、希釈サンプルの溶液特性が閾値量変化するときに希釈サンプルをある冷却温度に冷却して規定濃度の出力サンプルを生成するように構成された冷却コンポーネントをさらに含みうる。いくつかの実施形態では、冷却温度は約４℃～約２５℃でありうる。

【0020】

[0020] システムはまた、希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターする前に、１つ以上のセンサーに結合されたコンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーを用いて、データベースからユニバーサルルックアップテーブルを検索することを含みうる。コンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーは、規定濃度、ユニバーサルルックアップテーブルから得られる濃度データ、及びユニバーサルルックアップテーブルから得られる溶液特性データに基づいて閾値量を設定可能である。ユニバーサルルックアップテーブルは、経時的にモニターされた複数の参照サンプルから測定されたデータを表す複数の株特異的ルックアップテーブルから作成可能である。複数の参照サンプルの少なくとも１つは、原サンプル中の感染因子とは異なる種の参照感染因子を含みうる。

【0021】

[0021] いくつかの実施形態では、複数の株特異的ルックアップテーブルの各々は、ある時間域にわたり参照サンプルの溶液特性の変化をモニターすることと、同一時間域にわたり参照サンプルのサンプル計数アッセイを行うことと、変換係数を用いてサンプル計数アッセイの結果を参照サンプル濃度に変換することと、参照サンプル濃度を参照サンプルの溶液特性の変化に関連付けることと、により作成可能である。ユニバーサルルックアップテーブルは、参照サンプル濃度の各々について複数の株特異的ルックアップテーブルから得られるすべての溶液特性変化量の平均をとることと、参照サンプル濃度の各々を平均化溶液特性変化量に関連付けることと、により、コンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーにより作成可能である。サンプル計数アッセイは、光学濃度測定、プレートカウントアッセイ、フローサイトメトリーアッセイ、又はそれらの組合せを含みうる。

【0022】

[0022] コンピューティングデバイスの１つ以上のプロセッサーはまた、希釈サンプルの溶液特性の変化をモニターする前に原サンプル中の感染因子の種に基づいてデータベースから種特異的ルックアップテーブルを検索可能であり、且つ規定濃度、種特異的ルックアップテーブルから得られる濃度データ、及び種特異的ルックアップテーブルから得られる溶液特性データに基づいて閾値量を設定可能である。種特異的ルックアップテーブルは、経時的にモニターされた複数の参照サンプルから得られるデータを表す複数の株特異的ルックアップテーブルから作成可能である。複数の参照サンプルの各々は、原サンプル中の感染因子と同一の種の参照感染因子を含みうる。

【0023】

[0023] 複数の株特異的ルックアップテーブルの各々は、ある時間域にわたり参照サンプルの溶液特性の変化をモニターすることと、同一時間域にわたり参照サンプルのサンプル計数アッセイを行うことと、変換係数を用いてサンプル計数アッセイの結果を参照サンプル濃度に変換することと、参照サンプル濃度を参照サンプルの溶液特性の変化に関連付けることと、により作成可能である。種特異的ルックアップテーブルは、参照サンプル濃度の各々について複数の株特異的ルックアップテーブルから得られるすべての溶液特性変化量の平均をとることと、参照サンプル濃度の各々を平均化溶液特性変化量に関連付けることと、により作成可能である。これらの実施形態では、サンプル計数アッセイは、光学濃度測定、プレートカウントアッセイ、フローサイトメトリーアッセイ、又はそれらの組合せを含みうる。

【0024】

[0024] システムは、１つ以上の流体送達コンジット又は計量コンジットを用いて、出力サンプルを他の希釈倍率で希釈してさらなる希釈サンプルを生成することをさらに含みうる。さらなる希釈サンプルは、下流試験に必要とされる感染因子濃度を含みうる。

【0025】

[0025] いくつかの実施形態では、溶液特性は酸化還元電位（ＯＲＰ）でありうるとともに１つ以上のセンサーはＯＲＰセンサーでありうる。ＯＲＰは、希釈サンプル中にいずれの添加レポーター分子も存在させることなくモニター可能である。１つ以上のＯＲＰセンサーの各々は、レドックス活性層を含みうる。１つ以上のＯＲＰセンサーの各々は、活性電極及び参照電極の少なくとも１つを含みうる。いくつかの実施形態では、レドックス活性層は、金層、白金層、金属酸化物層、炭素層、又はそれらの組合せを含みうる。

【0026】

[0026] 他の実施形態では、溶液特性はｐＨでありうるとともに１つ以上のセンサーはｐＨセンサーでありうる。１つ以上のｐＨセンサーの各々はｐＨ感受性層を含みうる。ｐＨは、希釈サンプル中にいずれの添加レポーター分子も存在させることなくモニター可能である。１つ以上のｐＨセンサーの各々は、活性電極及び参照電極の少なくとも１つを含みうる。いくつかの実施形態では、ｐＨ感受性層は、酸化物層、シラン層、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、ヒドロゲル層、タンパク質層、ポリマー層、又はそれらの組合せを含みうる。

【0027】

[0027] 原サンプルは、体液、創傷スワブ若しくはサンプル、直腸スワブ若しくはサンプル、他のタイプの生物学的サンプル、それらに由来する培養物、又はそれらの組合せを含みうる。体液は、尿、血液、痰、唾液、母乳、脊髄液、精液、膣分泌液、滑液、胸水、腹水、心嚢液、羊水、感染因子成長の試験で陽性を示した体液の培養物、又はそれらの組合せを含みうる。感染因子は、細菌、真菌、カビ、又はそれらの組合せを含みうる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】[0028]下流試験用の出力サンプルを調製する方法例のある特定の工程を例示する。

【図2】[0029]下流試験用の出力サンプルを調製する方法例の追加の工程を例示する。

【図3A】[0030]種特異的ルックアップテーブルの作成に使用される株特異的ルックアップテーブル例を例示する。

【図3B】[0031]ある時間域にわたりインキュベートされた特定の株の感染因子を含む参照サンプルのｐＨ成長曲線及び参照濃度曲線を例示する。

【図4A】[0032]下流試験用の出力サンプルを調製するシステムの一実施形態を例示する。

【図4B】[0033]本明細書に開示されるある特定の装置及びシステムに使用される試験カートリッジの一実施形態を例示する。

【図5A】[0034]本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるｐＨセンサーの一実施形態の模式図を例示する。

【図5B】[0035]本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるｐＨセンサーの他の一実施形態の模式図を例示する。

【図6A】[0036]本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるＯＲＰセンサーの一実施形態の模式図を例示する。

【図6B】[0037]本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるＯＲＰセンサーの他の一実施形態の模式図を例示する。

【図7A】[0038]本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用される組合せＯＲＰ・ｐＨセンサーの一実施形態の模式図を例示する。

【図7B】[0039]本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用される組合せＯＲＰ・ｐＨセンサーの他の一実施形態の模式図を例示する。

【発明を実施するための形態】

【0029】

詳細な説明
[0040] 本明細書に記載のデバイス、システム、及び方法の変形形態は、添付の図面と組み合わせて読めば詳細な説明から最良に理解される。通常の慣例に従って、図面の各種特徴は、原寸通りでないこともあることが強調される。それとは対照的に、各種特徴の寸法は、明確さを期して任意に拡大又は縮小されることもあり、すべての特徴がすべての図面に見られるとも記されているとも限らない。図面は、単に例示を目的として挙げられているにすぎず、示されたものに特許請求の範囲を規定又は限定することが意図されるものではない。

【0030】

[0041] 図１は、感染因子１０６を含む原サンプル１０４から出力サンプル１０２を調製する方法１００の一実施形態を例示する。より具体的には、本方法１００は、規定濃度１０５の感染因子１０６を含む出力サンプル１０２を提供可能である。

【0031】

[0042] 原サンプル１０４は、生物学的サンプル、体液、創傷スワブ若しくはサンプル、直腸スワブ若しくはサンプル、及び生物学的サンプル、体液、創傷スワブ若しくはサンプル、又は直腸スワブ若しくはサンプルに由来する感染因子培養物の少なくとも１つを含みうる。体液は、尿、血液、血清、血漿、唾液、痰、精液、母乳、関節液、脊髄液たとえば脳脊髄液、創傷物質、粘液、流体随伴糞便、再懸濁直腸スワブ若しくは創傷スワブ、膣分泌液、滑液、胸水、腹水、心嚢液、羊水、感染因子若しくは感染因子成長の試験で陽性を示した体液若しくはサンプルの培養物、たとえば、感染因子若しくは感染因子成長の試験で陽性を示した血液培養物（すなわち陽性血液培養物）、又はそれらの組合せを含みうる。

【0032】

[0043] 規定濃度１０５の感染因子１０６を含む出力サンプル１０２は、１種以上の抗感染剤又は抗生物質に対する感染因子１０６の感受性を決定する下流の抗感染剤又は抗生物質感受性試験（ＡＳＴ）などの下流試験用の接種物として利用可能である。

【0033】

[0044] 本明細書に開示された方法又はシステムを用いてアッセイ可能な感染因子１０６は、細菌及び真菌をはじめとする任意の代謝性の単細胞又は多細胞生物でありうる。ある特定の実施形態では、感染因子１０６は、アシネトバクター属（Acinetobacter）、アセトバクター属（Acetobacter）、アクチノマイセス属（Actinomyces）、エロコッカス属（Aerococcus）、エロモナス属（Aeromonas）、アグロバクテリウム属（Agrobacterium）、アナプラズマ属（Anaplasma）、アゾリゾビウム属（Azorhizobium）、アゾトバクター属（Azotobacter）、バチルス属（Bacillus）、バクテロイデス属（Bacteriodes）、バルトネラ属（Bartonella）、ボルデテラ属（Bordetella）、ボレリア属（Borrelia）、ブルセラ属（Brucella）、バークホルデリア属（Burkholderia）、カリマトバクテリウム属（Calymmatobacterium）、カンピロバクター属（Campylobacter）、クラミジア属（Chlamydia）、クラミドフィラ属（Chlamydophila）、シトロバクター属（Citrobacter）、クロストリジウム属（Clostridium）、コリネバクテリウム属（Corynebacterium）、コクシエラ属（Coxiella）、エールリキア属（Ehrlichia）、エンテロバクター属（Enterobacter）、エンテロコッカス属（Enterococcus）、エシェリキア属（Escherichia）、フランシセラ属（Francisella）、フゾバクテリウム属（Fusobacterium）、ガードネレラ属（Gardnerella）、ヘモフィルス属（Haemophilus）、ヘリコバクター（Helicobacter）、クレブシエラ属（Klebsiella）、ラクトバチルス属（Lactobacillus）、レジオネラ属（Legionella）、リステリア属（Listeria）、メタノバクテリウム属（Methanobacterium）、マイクロバクテリウム属（Microbacterium）、マイクロコッカス属（Micrococcus）、モルガネラ属（Morganella）、モラクセラ属（Moraxella）、マイコバクテリウム属（Mycobacterium）、マイコプラズマ属（Mycoplasma）、ナイセリア属（Neisseria）、パンドレア属（Pandoraea）、パスツレラ属（Pasteurella）、ペプトストレプトコッカス属（Peptostreptococcus）、ポルフィロモナス属（Porphyromonas）、プレボテラ属（Prevotella）、プロテウス属（Proteus）、プロビデンシア属（Providencia）、シュードモナス属（Pseudomonas）、ラルストニア属（Ralstonia）、ラオウルテラ属（Raoultella）、リゾビウム（Rhizobium）、リケッチア属（Rickettsia）、ロシャリメア属（Rochalimaea）、ロチア属（Rothia）、サルモネラ属（Salmonella）、セラチア属（Serratia）、シュワネラ属（Shewanella）、シゲラ属（Shigella）、スピリルム属（Spirillum）、スタフィロコッカス属（Staphylococcus）、ステノトロフォモナス属（Strenotrophomonas）、ストレプトコッカス属（Streptococcus）、ストレプトマイセス属（Streptomyces）、トレポネーマ属（Treponema）、ビブリオ属（Vibrio）、ウォルバキア属（Wolbachia）、エルシニア属（Yersinia）、又はそれらの組合せから選択される細菌でありうる。他の実施形態では、感染因子１０６は、カンジダ属（Candida）又はクリプトコッカス属（Cryptococcus）又はカビから選択される１種以上の真菌でありうる。

【0034】

[0045] 本明細書に開示された方法及びシステムを用いて定量可能な他の具体的な細菌は、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）、スタフィロコッカス・ルグドゥネンシス（Staphylococcus lugdunensis）、コアグラーゼ陰性スタフィロコッカス属（Staphylococcus）の種（限定されるものではないが、スタフィロコッカス・エピデルミディス（Staphylococcus epidermidis）、スタフィロコッカス・ヘモリティカス（Staphylococcus haemolyticus）、スタフィロコッカス・ホミニス（Staphylococcus hominis）、スタフィロコッカス・キャピティス（Staphylococcus capitis）、未分化のもの、を含む）、エンテロコッカス・フェカリス（Enterococcus faecalis）、エンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）（限定されるものではないが、エンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）及び他のエンテロコッカス属（Enterococcus）の種、未分化のものを含み、エンテロコッカス・フェカリス（Enterococcus faecalis）を除く）、ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）、ストレプトコッカス・アガラクティエ（Streptococcus agalactiae）、ストレプトコッカス属（Streptococcus）の種（限定されるものではないが、ストレプトコッカス・ミティス（Streptococcus mitis）、ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）、ストレプトコッカス・ガロリティカス（Streptococcus gallolyticus）、ストレプトコッカス・アガラクティエ（Streptococcus agalactiae）、ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、未分化のもの、を含む）、シュードモナス・エルギノサ（Pseudomonas aeruginosa）、アシネトバクター・バウマンニイ（Acinetobacter baumannii）、クレブシエラ属（Klebsiella）の種（限定されるものではないが、クレブシエラ・ニューモニエ（Klebsiella pneumoniae）、クレブシエラ・オキシトカ（Klebsiella oxytoca）、未分化のもの、を含む）、大腸菌（Escherichia coli）、エンテロバクター（Enterobacter）属の種（限定されるものではないが、エンテロバクター・クロアケ（Enterobacter cloacae）、エンテロバクター・エロゲネス（Enterobacter aerogenes）、未分化のもの、を含む）、プロテウス属（Proteus）の種（限定されるものではないが、プロテウス・ミラビリス（Proteus mirabilis）、プロテウス・ブルガリス（Proteus vulgaris）、未分化のもの、を含む）、シトロバクター属（Citrobacter）の種（限定されるものではないが、シトロバクター・フロインディー（Citrobacter freundii）、シトロバクター・コセリ（Citrobacter koseri）、未分化のもの、を含む）、セラチア・マルセッセンス（Serratia marcescens）、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、カンジダ・グラブラータ（Candida glabrata）及びカンジダ・トロピカリス（Candida tropicalis）を含みうる。

【0035】

[0046] 定量可能な他のより具体的な細菌は、アシネトバクター・バウマンニイ（Acinetobacter baumannii）、アクチノバチルス属（Actinobacillus）の種、放線菌綱（Actinomycetes）、アクチノマイセス属（Actinomyces）の種（限定されるものではないが、アクチノマイセス・イスレリイ（Actinomyces israelii）及びアクチノマイセス・ネスルンディイ（Actinomyces naeslundii）を含む）、エロモナス属（Aeromonas）の種（限定されるものではないが、エロモナス・ハイドロフィラ（Aeromonas hydrophila）、エロモナス・ベロニイ・ビオバル・ソブリア（Aeromonas veronii biovar sobria）（エロモナス・ソブリア（Aeromonas sobria））、及びエロモナス・カビエ（Aeromonas caviae）を含む）、アナプラズマ・ファゴサイトフィルム（Anaplasma phagocytophilum）、アルカリゲネス・キシロソキシダンス（Alcaligenes xylosoxidans）、アクチノバチルス・アクチノミセテムコミタンス（Actinobacillus actinomycetemcomitans）、バチルス属（Bacillus）の種（限定されるものではないが、バチルス・アントラシス（Bacillus anthracis）、バチルス・セレウス（Bacillus cereus）、バチルス・サブチリス（Bacillus subtilis）、バチルス・チューリンゲンシス（Bacillus thuringiensis）、及びバチルス・ステアロサーモフィラス（Bacillus stearothermophilus）を含む）、バクテロイデス属（Bacteroides）の種（限定されるものではないが、バクテロイデス・フラギリス（Bacteroides fragilis）を含む）、バルトネラ属（Bartonella）の種（限定されるものではないが、バルトネラ・バチリホルミス（Bartonella bacilliformis）及びバルトネラ・ヘンセレ（Bartonella henselae）を含む、ビフィドバクテリウム属（Bifidobacterium）の種、ボルデテラ属（Bordetella）の種（限定されるものではないが、ボルデテラ・ペルツッシス（Bordetella pertussis）、ボルデテラ・パラパータシス（Bordetella parapertussis）、及びボルデテラ・ブロンキセプチカ（Bordetella bronchiseptica）を含む）、ボレリア属（Borrelia）の種（限定されるものではないが、ボレリア・リカレンチス（Borrelia recurrentis）及びボレリア・ブルグドルフェリ（Borrelia burgdorferi）を含む）、ブルセラ属（Brucella）の種（限定されるものではないが、ブルセラ・アボルタス（Brucella abortus）、ブルセラ・カニス（Brucella canis）、ブルセラ・メリテンシス（Brucella melitensis)、及びブルセラ・スイス（Brucella suis）を含む）、バークホルデリア属（Burkholderia）の種（限定されるものではないが、バークホルデリア・シュードマレイ（Burkholderia pseudomallei）及びバークホルデリア・セパシア（Burkholderia cepacia）を含む）、カンピロバクター属（Campylobacter）の種（限定されるものではないが、カンピロバクター・ジェジュニ（Campylobacter jejuni）、カンピロバクター・コリ（Campylobacter coli）、カンピロバクター・ラリ（Campylobacter lari）、及びカンピロバクター・フェタス（Campylobacter fetus）を含む）、カプノサイトファガ属（Capnocytophaga）の種、カルジオバクテリウム・ホミニス（Cardiobacterium hominis）、クラミジア・トラコマチス（Chlamydia trachomatis）、クラミドフィラ・ニューモニエ（Chlamydophila pneumoniae）、クラミドフィラ・シッタシ（Chlamydophila psittaci）、シトロバクター属（Citrobacter）の種コクシエラ・バーネッティイ（Coxiella burnetii）、コリネバクテリウム属（Corynebacterium）の種（限定されるものではないが、コリネバクテリウム・ジフテリエ（Corynebacterium diphtheriae）、コリネバクテリウム・ジェイケウム（Corynebacterium jeikeum）、及びコリネバクテリウム属（Corynebacterium）を含む）、クロストリジウム属（Clostridium）の種（限定されるものではないが、クロストリジウム・パーフリンジェンス（Clostridium perfringens）、クロストリジウム・ディフィシレ（Clostridium difficile）、クロストリジウム・ボツリナム（Clostridium botulinum）、及びクロストリジウム・テタニ（Clostridium tetani）を含む）、エイケネラ・コロデンス（Eikenella corrodens）、エンテロバクター（Enterobacter）属の種（限定されるものではないが、エンテロバクター・エロゲネス（Enterobacter aerogenes）、エンテロバクター・アグロメランス（Enterobacter agglomerans）、エンテロバクター・クロアケ（Enterobacter cloacae）、及び大腸菌（Escherichia coli）、たとえば、日和見大腸菌（Escherichia coli）を含み、限定されるものではないが、腸毒素原性大腸菌（E. coli）、腸管侵入性大腸菌（E. coli）、腸病原性大腸菌（E. coli）、腸管出血性大腸菌（E. coli）、腸管凝集性大腸菌（E. coli）、及び尿路病原性大腸菌（E. coli）を含む）エンテロコッカス属（Enterococcus）の種（限定されるものではないが、エンテロコッカス・フェカリス（Enterococcus faecalis）及びエンテロコッカス・フェシウム（Enterococcus faecium）を含む）、エールリキア属（Ehrlichia）の種（限定されるものではないが、エールリキア・シャフェンシア（Ehrlichia chafeensia）及びエールリキア・カニス（Ehrlichia canis）を含む）、エリシペロスリクス・ルシオパシエ（Erysipelothrix rhusiopathiae）、ユーバクテリウム属（Eubacterium）の種、フランシセラ・ツラレンシス（Francisella tularensis）、フソバクテリウム・ヌクレアタム（Fusobacterium nucleatum）、ガードネレラ・バギナリス、ゲメラ・モルビロルム（Gemella morbillorum）、ヘモフィルス属（Haemophilus)の種（限定されるものではないが、ヘモフィルス・インフルエンゼ（Haemophilus influenzae）、ヘモフィルス・デュクレイ（Haemophilus ducreyi）、ヘモフィルス・エジプチウス（Haemophilus aegyptius）、ヘモフィルス・パラインフルエンゼ（Haemophilus parainfluenzae）、ヘモフィルス・ヘモリティカス（Haemophilus haemolyticus）、及びヘモフィルス・パラヘモリティカス（Haemophilus parahaemolyticus)を含む、ヘリコバクター属（Helicobacter）の種（限定されるものではないが、ヘリコバクター・ピロリ（Helicobacter pylori）、ヘリコバクター・シネディ（Helicobacter cinaedi）、及びヘリコバクター・フェネリエ（Helicobacter fennelliae）を含む）、キンゲラ・キンギイ（Kingella kingii）、クレブシエラ属（Klebsiella）の種（限定されるものではないが、クレブシエラ・ニューモニエ（Klebsiella pneumoniae）、クレブシエラ・グラヌロマティス（Klebsiella granulomatis）、及びクレブシエラ・オキシトカ（Klebsiella oxytoca）を含む）、ラクトバチルス属（Lactobacillus）の種、リステリア・モノサイトゲネス（Listeria monocytogenes）、レプトスピラ・インテロガンス（Leptospira interrogans）、レジオネラ・ニューモフィラ（Legionella pneumophila）、レプトスピラ・インテロガンス（Leptospira interrogans）、ペプトストレプトコッカス属（Peptostreptococcus）の種、モラクセラ・カタラーリス（Moraxella catarrhalis）、モルガネラ属（Morganella）の種、モビルンカス属（Mobiluncus）の種、マイクロコッカス属（Micrococcus）の種、マイコバクテリウム属（Mycobacterium）の種（限定されるものではないが、マイコバクテリウム・レプラエ（Mycobacterium leprae）、マイコバクテリウム・ツベルクローシス（Mycobacterium tuberculosis）、マイコバクテリウム・イントラセルラレ（Mycobacterium intracellulare）、マイコバクテリウム・アビウム（Mycobacterium avium）、マイコバクテリウム・ボビス（Mycobacterium bovis）、及びマイコバクテリウム・マリナム（Mycobacterium marinum）を含む）、マイコプラズム属（Mycoplasm）の種（限定されるものではないが、マイコプラズマ・ニューモニエ（Mycoplasma pneumoniae）、マイコプラズマ・ホミニス（Mycoplasma hominis）、及びマイコプラズマ・ゲニタリウム（Mycoplasma genitalium）を含む）、ノカルディア属（Nocardia）の種（限定されるものではないが、ノカルディア・アステロイデス（Nocardia asteroides）、ノカルディア・シリアシゲオルジカ（Nocardia cyriacigeorgica）、及びノカルディア・ブラジリエンシス（Nocardia brasiliensis）を含む）、ナイセリア属（Neisseria）の種（限定されるものではないが、ナイセリア・ゴノロエエ（Neisseria gonorrhoeae）及びナイセリア・メニンギティディス（Neisseria meningitidis）を含む）、パスツレラ・ムルトシダ（Pasteurella multocida）、プレシオモナス・シゲロイデス（Plesiomonas shigelloides）、プレボテラ属（Prevotella）の種、ポルフィロモナス属（Porphyromonas）の種、プレボテラ・メラニノゲニカ（Prevotella melaninogenica）、プロテウス属（Proteus）の種（限定されるものではないが、プロテウス・ブルガリス（Proteus vulgaris）及びプロテウス・ミラビリス（Proteus mirabilis）を含む）、プロビデンシア属（Providencia）の種（限定されるものではないが、プロビデンシア・アルカリファンシエンス（Providencia alcalifaciens）、プロビデンシア・レットゲリ（Providencia rettgeri）、及びプロビデンシア・スチュアーティイ（Providencia stuartii）を含む）、シュードモナス・エルギノサ（Pseudomonas aeruginosa）、プロピオニバクテリウム・アクネス（Propionibacterium acnes）、ロドコッカス・エクイ（Rhodococcus equi）、リケッチア属（Rickettsia）の種（限定されるものではないが、リケッチア・リケッチイ（Rickettsia rickettsii）、リケッチア・アカリ（Rickettsia akari）、及びリケッチア・ロワゼキイ（Rickettsia prowazekii）、オリエンティア・ツツガムシ（Orientia tsutsugamushi）（旧名：リケッチア・ツツガムシ（Rickettsia tsutsugamushi）、及びリケッチア・ティフィー（Rickettsia typhi）を含む）、ロドコッカス属（Rhodococcus）の種、セラチア・マルセッセンス（Serratia marcescens）、ステノトロフォモナス・マルトフィリア（Stenotrophomonas maltophilia）、サルモネラ属（Salmonella）の種（限定されるものではないが、サルモネラ・エンテリカ（Salmonella enterica）、サルモネラ・チフィ（Salmonella typhi）、サルモネラ・パラチフィー（Salmonella paratyphi）、サルモネラ・エンテリティディス（Salmonella enteritidis）、サルモネラ・コレラスイス（Salmonella choleraesuis）、及びサルモネラ・ティフィムリウム（Salmonella typhimurium）を含む）、セラチア属（Serratia）の種（限定されるものではないが、セラチア・マルセサンス（Serratia marcesans）及びセラチア・リクイファシエンス（Serratia liquifaciens）を含む）、シゲラ属（Shigella）の種（限定されるものではないが、シゲラ・ディゼンテリエ（Shigella dysenteriae）、シゲラ・フレクスネリ（Shigella flexneri）、シゲラ・ボイディイ（Shigella boydii）、及びシゲラ・ソンネイ（Shigella sonnei）を含む）、スタフィロコッカス（Staphylococcus）属の種（限定されるものではないが、スタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）、スタフィロコッカス・エピデルミディス（Staphylococcus epidermidis）、スタフィロコッカス・ヘモリティカス（Staphylococcus haemolyticus）、スタフィロコッカス・サプロフィティカス（Staphylococcus saprophyticus）を含む）、ストレプトコッカス属（Streptococcus）の種（限定されるものではないが、ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）（たとえば、クロラムフェニコール耐性血清型４ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、スペクチノマイシン耐性血清型６Ｂストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、ストレプトマイシン耐性血清型９Ｖストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、エリスロマイシン耐性血清型１４ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、オプトキン耐性血清型１４ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、リファンピシン耐性血清型１８Ｃ

ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、テトラサイクリン耐性血清型１９Ｆストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、ペニシリン耐性血清型１９Ｆストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、及びトリメトプリム耐性血清型２３Ｆストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、クロラムフェニコール耐性血清型４ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、スペクチノマイシン耐性血清型６Ｂストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、ストレプトマイシン耐性血清型９Ｖストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、オプトキン耐性血清型１４ストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、リファンピシン耐性血清型１８Ｃストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、ペニシリン耐性血清型１９Ｆストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae）、又はトリメトプリム耐性血清型２３Ｆストレプトコッカス・ニューモニエ（Streptococcus pneumoniae））、ストレプトコッカス・アガラクティエ（Streptococcus agalactiae）、ストレプトコッカス・ミュータンス（Streptococcus mutans）、ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）、Ａ群連鎖球菌、ストレプトコッカス・ピオゲネス（Streptococcus pyogenes）、Ｂ群連鎖球菌、ストレプトコッカス・アガラクティエ（Streptococcus agalactiae）、Ｃ群連鎖球菌、ストレプトコッカス・アンギノサス（Streptococcus anginosus）、ストレプトコッカス・エクイスミリス（Streptcoccus equismilis）、Ｄ群連鎖球菌、ストレプトコッカス・ボビス（Streptococcus bovis）、Ｆ群連鎖球菌、及びストレプトコッカス・アンギノサス（Streptococcus anginosus）Ｇ群連鎖球菌）を含む）、スピリルム・ミヌス（Spirillum minus）、ストレプトバチルス・モニリホルミ（Streptobacillus moniliformi）、トレポネーマ属（Treponema）の種（限定されるものではないが、トレポネーマ・カラテウム（Treponema carateum）、トレポネーマ・ペルテヌエ（Treponema petenue）、トレポネーマ・パリダム（Treponema Pallidum）、及びトレポネーマ・エンデミカム（Treponema endemicum）を含む、トロフェリマ・ウィッペリイ（Tropheryma whippelii）、ウレアプラズマ・ウレアリティカム（Ureaplasma urealyticum）、ベイロネラ属（Veillonella）種、ビブリオ属（Vibrio）の種（限定されるものではないが、ビブリオ・コレラ（Vibrio cholerae）、ビブリオ・パラヘモリティカス（Vibrio parahemolyticus）、ビブリオ・バルニフィカス（Vibrio vulnificus）、ビブリオ・パラヘモリティカス（Vibrio parahaemolyticus）、ビブリオ・バルニフィカス（Vibrio vulnificus）、ビブリオ・アルギノリティカス（Vibrio alginolyticus）、ビブリオ・ミミカス（Vibrio mimicus）、ビブリオ・ホリセ（Vibrio hollisae）、ビブリオ・フルビアリス（Vibrio fluvialis）、ビブリオ・メッチニコビイ（Vibrio metchnikovii）、ビブリオ・ダムセラ（Vibrio damsela）、及びビブリオ・ファーニシイ（Vibrio furnisii）を含む）、エルシニア属（Yersinia）の種（限定されるものではないが、エルシニア・エンテロコリティカ（Yersinia enterocolitica）、エルシニア・ペスティス（Yersinia pestis）、及びエルシニア・シュードツベルクローシス（Yersinia pseudotuberculosis）を含む）、並びにキサントモナス・マルトフィリア（Xanthomonas maltophilia）をとりわけ含みうる。

【0036】

[0047] さらに、定量可能な他の感染因子１０６は、限定されるものではないが、カンジダ（Candida）属の種（限定されるものではないが、カンジダ・アルビカンス（Candida albicans）、カンジダ・グラブラータ（Candida glabrata）、カンジダ・トロピカリス（Candida tropicalis）、カンジダ・パラプシロシス（Candida parapsilosis）、及びカンジダ・クルセイ（Candida krusei）を含む）、アスペルギルス属（Aspergillus)の種（限定されるものではないが、アスペルギルス・フミガトウス（Aspergillus fumigatous）、アスペルギルス・フラバス（Aspergillus flavus）、アスペルギルス・クラバタス（Aspergillus clavatus）を含む）、クリプトコッコウス属（Cryptococcous）の種（限定されるものではないが、クリプトコッカス・ネオフォルマンス（Cryptococcus neoformans）、クリプトコッカス・ガッティイ（Cryptococcus gatti）、クリプトコッカス・ラウレンティイ（Cryptococcus laurentii）、及びクリプトコッカス・アルビダス（Cryptococcus albidus）を含む）、フザリウム属（Fusarium）の種（限定されるものではないが、フザリウム・オキシスポラム（Fusarium oxysporum）、フザリウム・ソラニ（Fusarium solani）、フザリウム・ベルチシリオイデス（Fusarium verticillioides）、及びフザリウム・プロリフェラタム（Fusarium proliferatum）を含む）、リゾプス・オリゼ（Rhizopus oryzae）、ペニシリウム・マルネフェイ（Penicillium marneffei）、コクシジオデス・イミティス（Coccidiodes immitis）、及びブラストマイセス・デルマティティディス（Blastomyces dermatitidis）をはじめとする真菌又はカビを含みうる。

【0037】

[0048] 本方法１００は、工程１Ａで原サンプル１０４のアリコートを反応ベッセル１０８に導入することを含みうる。反応ベッセル１０８は、１つ以上の試験チューブ、反応チューブ、高スループットのアッセイプレート若しくはウェルプレートのウェル、たとえば、９６ウェルプレート、１９２ウェルプレート、若しくは３８４ウェルプレート、培養プレート若しくはディッシュ、マイクロ流体コンジット、又は生物学的サンプルを収容するのに好適な他の容器を意味しうる。

【0038】

[0049] 図１に示されていないそのほかの実施形態では、原サンプル１０４のアリコートを反応ベッセル１０８に計量導入する前に、刺激溶液を原サンプル１０４に添加可能である。刺激溶液は、栄養溶液又は成長溶液でありうる。これらの及び他の実施形態では、工程１Ａの前に原サンプル１０４を濾過することも可能である。この濾過工程は、デブリ、無機物質、及び原サンプル１０４に由来する血液細胞又は上皮細胞をはじめとするより大きな細胞成分を濾別するために、フィルター、マイクロ流体フィルター、又はそれらの組合せのインスタンスを用いて原サンプル１０４を濾過することを含みうる。

【0039】

[0050] １つ以上の流体送達コンジット１１０は、原サンプル１０４のアリコートを、反応ベッセル１０８に、注入、送達又は導入することができる。流体送達コンジット１１０は、チューブ、ポンプ、容器、或いはシステム内のデバイス、装置、又は容器に及びそれらの間に緩衝液、試薬、原サンプル１０４を含む流体サンプル又はそれらの組合せを送達するマイクロ流体チャネルを含みうる。たとえば、図１に示されるように、流体送達コンジット１１０は、シリンジポンプなどのポンプの一部を意味しうる。他の実施形態では、流体送達コンジット１１０は、ハイドロリックポンプ、ニューマチックポンプ、蠕動ポンプ、真空ポンプ若しくは正圧ポンプ、手動式若しくは機械式ポンプ、又はそれらの組合せの少なくとも一部を含みうるか又は意味しうる。そのほかの実施形態では、流体送達コンジット１１０は、注入カートリッジ、ピペット、キャピラリー、ディスペンサーボトル又はそれらの組合せの少なくとも一部を含みうるか又は意味しうる。流体送達コンジット１１０はまた、真空下でチャネル、チューブ、又は通路に又はそれらを介して流体を吸引するように構成された真空システムの一部でありうる。さらに、流体送達コンジット１１０は、マルチチャネル送達システム又はピペットの少なくとも一部を含みうるか又は意味しうる。

【0040】

[0051] 本方法１００は、工程１Ｂで原サンプル１０４のアリコートを希釈することを含みうる。たとえば、原サンプル１０４のアリコートをある希釈倍率又は希釈比で希釈して希釈サンプル１１２を生成することが可能である。希釈倍率は約１：１～約１：１０でありうる。希釈倍率はまた約１：１０～約１：１００でありうる。いくつかの実施形態では、希釈倍率は約１：１００～約１：１０³でありうる。他の実施形態では、希釈倍率はまた約１：１０³～約１：１０⁷でありうる。さらなる実施形態では、希釈倍率は１：１０⁷超でありうる。

【0041】

[0052] 原サンプル１０４のアリコートを希釈用溶液１１４で希釈することができる。一実施形態では、希釈用溶液１１４は、成長培地又は成長インデューサーを含みうる。これらの及び他の実施形態では、希釈用溶液１１４は、バクトトリプトン、大豆のトリプシン分解物、酵母抽出物、牛肉抽出物、カチオン調整Mueller Hinton Broth（ＣＡＭＨＢ）、Mueller Hinton成長培地（ＭＨＧ）、デンプン、カゼインの酸加水分解物、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化ナトリウム、血液又はライシス血液（ライシスウマ血液（ＬＨＢ）を含む）、ＣＡＭＨＢ－ＬＨＢ、グルコース又は他の炭水化物、或いはそれらの組合せを含有する溶液でありうる。成長インデューサーは、炭素系インデューサー、窒素系インデューサー、ミネラル、微量元素、生物学的成長因子、又はそれらのいずれかの組合せを含みうる。たとえば、成長インデューサーは、限定されるものではないが、グルコース若しくはデンプンのような炭水化物、アンモニア、マグネシウム、アミノ酸、カザミノ酸、ビタミン、ペプチド、血液、又はそれらの組合せを含みうる。一実施形態例では、希釈用溶液１１４は、トリプトン、酵母抽出物、塩化ナトリウム、デンプン、水及びグルコースを含みうる。

【0042】

[0053] 図１は工程１Ｂで希釈される原サンプル１０４の１つのアリコートを例示するが、原サンプル１０４の追加のアリコートを同一希釈比又は異なる希釈比に希釈して追加の希釈サンプル（たとえば、第２の希釈サンプル、第３の希釈サンプル、第４の希釈サンプルなど）を生成可能であることが本開示により企図される。追加の希釈サンプルは、内部対照又は重複サンプルを作成するために使用可能である。

【0043】

[0054] 本方法１００は、工程１Ｃで原サンプル１０４中の感染因子１０６の種又は他の分類タイプ又は特性を同定する任意選択的工程をさらに含みうる。種に加えて、他の分類タイプは、原サンプル１０４中の感染因子１０６の属、科、目、綱、門、界、及びドメインを含みうる。

【0044】

[0055] いくつかの実施形態では、感染因子１０６の種又は他の分類タイプを同定することは、コンピューティングデバイス１１６に結合された入力デバイス（たとえばキーボード又はタッチスクリーン）を介してユーザーからかかる情報を受け取ることを含みうる。他の実施形態では、感染因子１０６の種又は他の分類タイプを同定することは、コンピューティングデバイス１１６に通信結合された他のコンピューティングデバイスからかかる情報を受け取ること又はデータベースからかかる情報を検索することを含みうる。感染因子１０６の分類タイプ（たとえば、種、属、科、など）又は特性は、コンピューティングデバイス１１６、コンピューティングクラウド、又はネットワーク上のコンピューティングデバイス１１６にアクセス可能なリモートサーバーのメモリーに記憶可能である。

【0045】

[0056] いくつかの実施形態では、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種を同定することは、生化学的試験（たとえば代謝試験若しくは特異的酵素試験）、質量分析、ジェノタイピング、培養プレートによる表現型解析、ファージを含む試験キット、又はそれらの組合せを用いて種１０６を決定することを含みうる。いくつかの実施形態では、感染因子１０６の特性は、グラム染色試験に対する感染因子１０６の反応でありうる。たとえば、工程１Ｃは、グラム染色試験を行って感染因子１０６をグラム陽性細菌又はグラム陰性細菌として同定することを含みうる。

【0046】

[0057] ある特定の実施形態では、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種は同定可能であるが、感染因子１０６の特定の株は未知のままでありうる。他の実施形態では、原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類タイプ又は特性（たとえば種又はグラムタイプ）は、本方法１００の他の工程に進む前に同定する必要はない。

【0047】

[0058] 本方法１００は、工程１Ｄでコンピューティングデバイス１１６又は他のデバイスを用いてデータベースからルックアップテーブル（ＬＵＴ）を選択及び検索することをさらに含みうる。ＬＵＴは、原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類タイプ若しくは特性に関する情報又はかかる情報の欠如に基づいて選択可能である。たとえば、細菌種セラチア・マルセッセンス（Serratia marcescens）（ＳＭａ）の種特異的ＬＵＴ２１０（図２参照）は、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種がＳＭａとして同定されるときに選択及び検索が可能である。また、例として、ユニバーサルＬＵＴ２１２（図２参照）は、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種が未確認又は未知のときに選択及び検索が可能である。そのほかの例として、属、科、目、綱、門、界、又はドメインにより組織化されたＬＵＴもまた、選択及び検索が可能である。さらに、微生物特性たとえばグラムタイプ又は機能能力たとえばある特定のタンパク質若しくは分子を加水分解する能力により組織化されたＬＵＴもまた、選択又は検索が可能である。

【0048】

[0059] ＬＵＴは、コンピューティングデバイス１１６のメモリーにデータベースソフトウェアプログラムの一部として記憶可能である。他の実施形態では、ＬＵＴは、コンピューティングクラウド又はネットワーク上のコンピューティングデバイス１１６にアクセス可能なリモートサーバーにデータベースソフトウェアプログラムの一部として記憶可能である。コンピューティングデバイス１１６又はその１つ以上のプロセッサーは、何百又は何千もの記憶されたＬＵＴを検索して原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類タイプ（たとえば種）又は特性に関する情報に基づいて適切なＬＵＴを選択することが可能である。

【0049】

[0060] 以下のセクションでより詳細に考察されるように、種特異的ＬＵＴ２１０、ユニバーサルＬＵＴ２１２、及び分類又は特性により組織化された他のＬＵＴは、経時的にモニターされた複数の参照サンプル２０８（図２参照）から測定されたデータを表す複数の株特異的ＬＵＴ２０４（図２参照）から作成可能である。ＬＵＴが種特異的ＬＵＴ２１０である場合、複数の参照サンプル２０８の各々は、原サンプル１０４中の感染因子１０６と同一種の参照感染因子２１４（図２参照）を含みうる。ＬＵＴがユニバーサルＬＵＴ２１２又は他のタイプの種間ＬＵＴである場合、複数の参照サンプル２０８の少なくとも１つは、原サンプル１０４中の感染因子１０６と異なる種の参照感染因子２１４を含みうる。

【0050】

[0061] 本方法１００は、工程１Ｅでコンピューティングデバイス１１６又はコンピューティングデバイス１１６に通信結合された他のデバイスを用いて閾値量１１８を設定することをさらに含みうる。閾値量１１８は、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達するように希釈サンプル１１２の溶液特性を変化させる必要がある目標量を表しうる。閾値量１１８はまた、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５を超える前に希釈サンプル１１２の溶液特性を変化させうる限界量又は最大量（たとえば－０．２０のΔｐＨ）を表しうる。いくつかの実施形態では、閾値量１１８は、閾値範囲（たとえば約－０．１５～－０．２５のΔｐＨ）でありうる。

【0051】

[0062] 閾値量１１８は、希釈サンプル１１２の溶液特性をモニターするために使用される１つ以上のセンサー１２２に通信結合されたコンピューティングデバイス１１６（又は他のデバイスたとえばパラメーターアナライザー１２０）を用いて設定可能である。閾値量１１８は、規定濃度１０５、検索されたＬＵＴ（たとえば種特異的ＬＵＴ２１０又はユニバーサルＬＵＴ２１２）から得られる濃度データ、及び検索されたＬＵＴ（たとえば種特異的ＬＵＴ２１０又はユニバーサルＬＵＴ２１２）から得られる溶液特性データに基づいて設定可能である。たとえば、出力サンプル１０２の規定濃度１０５は、３×１０⁸コロニー形成単位／ミリリットル（ＣＦＵ／ｍＬ）又は３ｅ８ＣＦＵ／ｍＬに設定可能である。また、たとえば、出力サンプル１０２の規定濃度１０５は、５×１０⁵ＣＦＵ／ｍＬ又は５ｅ５ＣＦＵ／ｍＬに設定可能である。コンピューティングデバイス１１６（又はそのプロセッサー）が原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類又は特性に基づいて適切なＬＵＴを選択及び検索し、次いで、コンピューティングデバイス１１６（又はそのプロセッサー）は、ＬＵＴから得られる濃度及び溶液特性データに基づいてΔｐＨ－０．２０の閾値量１１８を設定可能である。

【0052】

[0063] 本方法１００は、工程１Ｆでセンサー１２２の少なくとも一部が希釈サンプル１１２に流体連通するようにセンサー１２２を希釈サンプル１１２に暴露すること又は希釈サンプル１１２をセンサー１２２に導入することをさらに含みうる。希釈サンプル１１２に流体連通するセンサー１２２の一部は、センサー１２２の機能化（若しくはｐＨ活性）層（図５Ａ、５Ｂ、７Ａ、及び７Ｂを参照されたい）又はレドックス活性層（図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、及び７Ｂを参照されたい）を含みうる。

【0053】

[0064] センサー１２２は、希釈サンプル１１２の溶液特性の変化に応答するように構成可能である。いくつかの実施形態では、センサー１２２は、希釈サンプル１１２のｐＨ変化に応答するように構成されたｐＨセンサーでありうる。他の実施形態では、センサー１２２は、希釈サンプル１１２のＯＲＰ変化に応答するように構成された酸化還元電位（ＯＲＰ）センサーでありうる。そのほかの実施形態では、センサー１２２は、希釈サンプル１１２のｐＨ及びＯＲＰの変化に応答するように構成された組合せｐＨ・ＯＲＰセンサーでありうる。

【0054】

[0065] 工程１Ｆはまた、ある時間域にわたりあるインキュベーション温度１２４で希釈サンプル１１２をインキュベートすることを含みうる。希釈サンプル１１２は、センサー１２２を希釈サンプル１１２に暴露しながらインキュベート可能である。希釈サンプル１１２は、同一反応ベッセル１０８でインキュベート可能であるか、又は異なる反応ベッセル１０８若しくは容器に移替え可能である。

【0055】

[0066] インキュベーション温度１２４は約３０℃～４０℃でありうる。いくつかの実施形態では、インキュベーション温度１２４は約３３℃～３７℃（又は約３５℃±２℃）でありうる。希釈サンプル１１２は、希釈サンプル１１２内の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達するのに必要な限りインキュベーション温度１２４でインキュベート可能である。いくつかの実施形態では、インキュベーション時間は約１５分間～６０分間でありうる。他の実施形態では、インキュベーション時間は約６０分間～１２０分間でありうる。そのほかの実施形態では、インキュベーション時間は１５分間未満又は１２０分間超でありうる。

【0056】

[0067] 図１に示される実施形態例では、センサー１２２を希釈サンプル１１２に暴露することは、センサー１２２のハンドヘルドインスタンス又はプローブインスタンスの少なくとも一部を希釈サンプル中に直接浸漬することを含みうる。この実施形態では、センサー１２２のハンドヘルドインスタンス又はプローブインスタンスは、電圧計或いはマルチメーターなどのスタンドアロンパラメーターアナライザー１２０に結合されたハンドヘルドｐＨセンサー又はハンドヘルドＯＲＰセンサーでありうる。

【0057】

[0068] 本開示により企図される他の一実施形態例では、希釈サンプル１１２をセンサー１２２に導入することは、基材上に作製されたセンサー１２２を含むウェル又は容器に希釈サンプルを注入、送達、又は他の形で導入することを含みうる。図４Ａに示されるさらに他の一実施形態例では、希釈サンプル１１２をセンサー１２２に導入することは、希釈サンプル１１２にアクセス又は流体連通が可能な接点又は電極を有するビルトインセンサー１２２を含むサンプル調製装置４０２（図４Ａ参照）中に希釈サンプル１１２を含む反応ベッセル４０４を配置又は位置決めすることを含みうる（図４Ａ参照）。センサー１２２については、以下のセクションでより詳細に考察する。

【0058】

[0069] 工程１Ｆは、センサー１２２に結合されたパラメーターアナライザー１２０又はパラメーターアナライザー１２０若しくはセンサー１２２に結合されたコンピューティングデバイス１１６を用いて希釈サンプル１１２の溶液特性の変化をモニターすることをさらに含みうる。希釈サンプル１１２の溶液特性は、希釈サンプル１１２に添加される外因性レポーター分子をなんら存在させることなくモニター可能である。

【0059】

[0070] 図１はコンピューティングデバイス１１６から独立したスタンドアロンデバイスとしてパラメーターアナライザー１２０を示すが、パラメーターアナライザー１２０及びコンピューティングデバイス１１６は１つのデバイスにインテグレート可能であることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。図１に例示されるように、コンピューティングデバイス１１６は、モバイルデバイス、ハンドヘルドデバイス、タブレットデバイス、ラップトップコンピューター、又はデスクトップコンピューターでありうる。いくつかの実施形態では、パラメーターアナライザー１２０は、コンピューティングデバイス１１６と信号又は結果を無線通信することが可能である。

【0060】

[0071] 希釈サンプル１１２の溶液特性は、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６のエネルギー使用、酸素の取込み若しくは放出、成長、又は代謝に起因する溶液中のイオンの量又は電気活性レドックス種の量の変化に伴って変化可能である。たとえば、希釈サンプル１１２中の電気活性レドックス種の量は、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６により行われる細胞活動（たとえば、微生物の好気性又は嫌気性呼吸）の結果として変化可能である。また、例として、希釈サンプル１１２中のＨ⁺イオンの量は、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６により行われる細胞活動の結果として変化可能である。

【0061】

[0072] より具体的な例として、希釈サンプル１１２中の以下の表１の電子ドナーの量（たとえば、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）やフラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤＨ₂）などのエネルギー担体の量）は、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６の成長に起因して変化可能である。また、より具体的な他の例として、好気性呼吸に起因する希釈サンプル１１２中の枯渇酸素の量は、希釈サンプル１１２中の感染因子１０６の成長に起因して変化可能である。

【0062】

【表1】

【0063】

[0073] モニターされる溶液特性がｐＨである場合、閾値量１１８は約ΔｐＨ０．０１～ΔｐＨ３．０でありうる。より具体的な例として、閾値量１１８は約ΔｐＨ０．２０に設定可能である（すなわち、出発ｐＨがｐＨ７．０に規格化されるときはｐＨ６．８をｐＨ閾値レベル（ｐＨ_th）に設定可能である）。モニターされる溶液特性がＯＲＰである場合、閾値量１１８は約Δ１００ｍＶ～Δ７００ｍＶでありうる。より具体的な例として、閾値量１１８は約Δ１００ｍＶに設定可能である（すなわち、出発ＯＲＰが０ｍＶに規格化されるときは－１００ｍＶのＯＲＰ閾値レベル（Ｖ_th）を設定可能である）。

【0064】

[0074] 本方法１００は、工程１Ｇで希釈サンプル１１２の溶液特性が閾値量１１８変化するときに希釈サンプル１１２をある冷却温度１２６に冷却することをさらに含みうる。希釈サンプル１１２は、希釈サンプル１１２内の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達するときに（すなわち、閾値量１１８に達するときに）冷却可能である。希釈サンプル１１２内の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達したら、希釈サンプル１１２は、出力サンプル１０２と見なす又は表すことができる。

【0065】

[0075] 冷却温度１２６は約４℃～２５℃でありうる。いくつかの実施形態では、冷却温度１２６は約４℃～１５℃でありうる。他の実施形態では、冷却温度１２６は４℃未満及び２５℃超でありうる。

【0066】

[0076] 一実施形態では、コンピューティングデバイス１１６又はパラメーターアナライザー１２０は、希釈サンプル１１２の溶液特性が閾値量１１８により変化したことをユーザーに警告可能である。たとえば、コンピューティングデバイス１１６又はパラメーターアナライザー１２０は、希釈サンプル１１２の溶液特性が閾値量１１８により変化したときに可聴警告、可視警告若しくはグラフィック警告、触覚警告若しくは運動警告、又はそれらの組合せを発生可能である。より具体的な例として、コンピューティングデバイス１１６又はパラメーターアナライザー１２０は、希釈サンプル１１２の溶液特性が閾値量１１８により変化したことをユーザーに通知するメッセージを作成可能である。

【0067】

[0077] 希釈サンプル１１２は、氷浴中に配置することにより冷却温度１２６に冷却可能である。希釈サンプル１１２はまた、冷蔵庫若しくは冷凍庫、冷コンパートメント、冷却デバイス、又はそれらの組合せに配置することにより冷却温度１２６に冷却可能である。図４Ａに示されるシステム４００などの統合システムを用いて本方法１００を実現する場合、希釈サンプル１１２は、サンプル調製装置４０２内にインテグレートされた冷却コンポーネントにより冷却可能である（図４Ａ参照）。

【0068】

[0078] 本方法１００は、出力サンプル１０２を他の希釈倍率で希釈してさらなる希釈サンプルを生成することをさらに含みうる。さらなる希釈サンプルは、下流ＡＳＴアッセイなどの下流試験に必要とされる感染因子濃度を含みうる。この場合、さらなる希釈サンプルは、下流試験用の入力サンプルとして機能しうる。さらなる希釈サンプル中の希釈剤はいずれかの温度でありうるので、さらなる希釈サンプルを冷却するクーラントとして作用しうる。

【0069】

[0079] 本明細書に記載の方法１００及びシステムを用いると、実験室又は病院では、短縮された調製時間１２８内で原サンプル１０４から規定濃度１０５の出力サンプル１０２を調製可能である。本明細書に記載の方法１００及びシステムを用いると、調製時間１２８は約６０分間～１２０分間でありうる。他の実施形態では、調製時間１２８は約１分間～６０分間でありうる。そのほかの実施形態では、調製時間１２８は約１２０分間～２４０分間でありうる。いくつかの実施形態では、調製時間１２８は２４０分間超でありうる。

【0070】

[0080] 本方法１００の上述した工程の１つ以上は、コンピューティングデバイス１１６又はコンピューティングデバイス１１６に通信結合若しくは電気結合された他のデバイスの非一時的機械可読媒体（たとえばメモリー又は記憶ユニット）に機械実行可能命令又は論理コマンドとして記憶可能である。パラメーターアナライザー１２０、コンピューティングデバイス１１６、又はパラメーターアナライザー１２０若しくはコンピューティングデバイス１１６に結合された他のデバイスのいずれかは、上述した命令又は論理コマンドを実行するように構成された１つ以上のプロセッサー又はコントローラーを含みうる。

【0071】

[0081] 図１に示される工程は、所望の結果を達成するために示された特定の順序を必要としない。さらに、ある特定の工程又はプロセスは、所望の結果を達成するために省略しうるか又は並行して行いうる。そのほか、本明細書に開示されたシステム又はデバイスはいずれも、図１の工程に示されるデバイス又はシステムの代わりに使用可能である。

【0072】

[0082] 図２は、複数の株特異的ＬＵＴ２０４から複合又は平均化ルックアップテーブル（ＬＵＴ）２０２を作成する方法例２００を例示する。複数の株特異的ＬＵＴ２０４は、経時的に複数の参照サンプル２０８をモニターすることから得られる実験データ２０６を表しうる。平均化(averaged)ＬＵＴ２０２は、種特異的ＬＵＴ２１０、ユニバーサルＬＵＴ２１２、又は分類タイプ若しくは特性により組織化された他のＬＵＴのいずれかでありうる。たとえば、平均化ＬＵＴ２０２はまた、グラム陽性ＬＵＴ又はグラム陰性ＬＵＴでありうる。参照サンプル２０８の各々は、既知の株及び既知の種の参照感染因子２１４を含みうる。

【0073】

[0083] 種特異的ＬＵＴ２１０は、複数の参照サンプル２０８をモニターすることから得られる実験データ２０６を表す複数の株特異的ＬＵＴ２０４から作成可能であり、ただし、参照サンプル２０８の各々は、原サンプル１０４中の感染因子１０６と同一種の参照感染因子２１４を含む。たとえば、種特異的ＬＵＴ２１０は、ＳＭａのＣＤＣ－２７株（ＳＭａ＿ＣＤＣ－２７）、ＳＭａのＣＤＣ－９１株（ＳＭａ＿ＣＤＣ－９１）、ＳＭａのＣＤＣ－９９株（ＳＭａ＿ＣＤＣ－９９）、ＳＭａのＣＤＣ－１２１株（ＳＭａ＿ＣＤＣ－１２１）、ＳＭａのＣＤＣ－１２２株（ＳＭａ＿ＣＤＣ－１２２）、ＳＭａのＣＤＣ－１３０株（ＳＭａ＿ＣＤＣ－１３０）、又はそれらの組合せを表すＬＵＴをはじめとする複数の株特異的ＬＵＴ２０４からＳＭａ用として作成可能である。他の例として、種特異的ＬＵＴ２１０はまた、ＳＡｕの野生型株（ＳＡｕ＿ＷＴ）、ＳＡｕのＣＤＣ－４８３株（ＳＡｕ＿ＣＤＣ－４８３）、ＳＡｕのＣＤＣ－４７５株（ＳＡｕ＿ＣＤＣ－４７５）、ＳＡｕ（ＳＡｕ－ＡＴＣＣ ４３３００）のＡＴＣＣ４３３００株、又はそれらの組合せをはじめとするＬＵＴを含む複数の株特異的ＬＵＴ２０４からスタフィロコッカス・アウレウス（Staphylococcus aureus）（ＳＡｕ）用として作成可能である。

【0074】

[0084] ユニバーサルＬＵＴ２１２は、異なる種の参照感染因子２１４を含む複数の参照サンプル２０８をモニターすることから得られる実験データ２０６を表す複数の株特異的ＬＵＴ２０４から作成可能である。たとえば、ユニバーサルＬＵＴ２１２は、種ＳＭａ、ＳＡｕ、大腸菌（Escherichia coli）（ＥＣｏ）、エンテロバクター・クロアケ（Enterobacter cloacae）（ＥＣｌ）、エンテロバクター・エロゲネス（Enterobacter aerogenes）（ＥＡｅ）、クレブシエラ・ニューモニエ（Klebsiella pneumoniae）（ＫＰｎ）、又はそれらのいずれかの組合せを表す株特異的ＬＵＴ２０４をはじめとするいくつかの種にわたる複数の株特異的ＬＵＴ２０４から作成可能である。

【0075】

[0085] 参照サンプル２０８は、初期濃度に達するように感染因子培養プレートの感染因子コロニーを成長培地中に再懸濁することにより調製可能である。より具体的な例として、参照サンプルは、細菌培養プレートの細菌コロニーを成長培地中に接種することにより調製された液状細菌培養物でありうる。たとえば、参照感染因子２１４の初期濃度は約１×１０⁷（又は１ｅ７）ＣＦＵ／ｍＬでありうる。

【0076】

[0086] 本方法２００は、工程２Ａである時間域にわたり参照サンプル２０８の溶液特性の変化をモニターすることを含みうる。溶液特性は、センサー１２２の機能化層（図５Ａ、５Ｂ、７Ａ、及び７Ｂを参照されたい）又はレドックス活性層（図６Ａ、６Ｂ、７Ａ、及び７Ｂを参照されたい）が参照サンプル２０８に流体連通するように、参照サンプル２０８をセンサー１２２に導入することにより又は他の形でセンサー１２２を参照サンプル２０８に暴露することによりモニター可能である。センサー１２２がｐＨセンサーである場合、モニターされる溶液特性は溶液のｐＨでありうる。センサー１２２がＯＲＰセンサーである場合、モニターされる溶液特性は溶液のＯＲＰでありうる。参照サンプル２０８の溶液特性は、参照サンプル２０８に添加される外因性レポーター分子をなんら存在させることなくモニター可能である。参照サンプル２０８はまた、参照サンプル２０８の溶液特性をセンサー１２２によりモニターしながらインキュベーション温度１２４でインキュベート可能である。

【0077】

[0087] いくつかの実施形態では、センサー１２２は、コンピューティングデバイス１１６に通信結合されたパラメーターアナライザー１２０に結合可能であるか、又はセンサー１２２は、コンピューティングデバイス１１６に直接結合可能である。コンピューティングデバイス１１６は、特定の時間インターバル２１６で参照サンプル２０８の溶液特性の変化に関するデータを記録及び記憶することが可能である。たとえば、コンピューティングデバイス１１６は、５分ごと、１０分ごと、又は１５分ごとに参照サンプル２０８のｐＨ変化を記憶することが可能である。いくつかの実施形態では、時間インターバル２１６は、約３０秒間～２０分間でありうる。他の実施形態では、時間インターバル２１６は、約１秒間～３０秒間又は２０分間超でありうる。

【0078】

[0088] 本方法２００は、同一時間域にわたり参照サンプル２０８のサンプル計数アッセイ２１８を行うことをさらに含みうる。サンプル計数アッセイ２１８は、特定の時点で参照サンプル２０８中の参照感染因子２１４の濃度を決定するために行われる試験又は測定でありうる。参照サンプル２０８中の参照感染因子２１４の濃度は、参照サンプル２０８がインキュベートされて成長培地が参照感染因子２１４に栄養素を提供するので、ある時間域にわたり増加可能である。

【0079】

[0089] いくつかの実施形態では、サンプル計数アッセイ２１８は、光学濃度（Ｏ．Ｄ．）測定、プレートカウントアッセイ、又はフローサイトメトリーアッセイを含みうる。他の実施形態では、サンプル計数アッセイ２１８は、参照サンプル２０８中の参照感染因子２１４の濃度を決定する他の試験又は測定でありうる。たとえば、サンプル計数アッセイ２１８は、分光測光デバイス又はシステムを用いて６００ｎｍの波長で行われるＯ．Ｄ．測定（ＯＤ６００測定）でありうる。サンプル計数アッセイ２１８は、直接的又は間接的のどちらかでコンピューティングデバイス１１６に通信結合されたデバイス又はシステム（たとえば検出器）により行うことが可能である。コンピューティングデバイス１１６は、コンピューティングデバイス１１６、コンピューティングクラウド、又はコンピューティングデバイス１１６にアクセス可能なリモートサーバーのメモリーに記憶された１つ以上のデータベースにサンプル計数アッセイ２１８の結果を記録及び記憶することが可能である。

【0080】

[0090] サンプル計数アッセイ２１８は、参照サンプル２０８の溶液特性の変化のモニタリング及び記録と同時に行うことが可能である。たとえば、Ｏ．Ｄ．測定は、参照サンプル２０８の溶液特性の変化の測定と同一の時間インターバル２１６で行うことが可能である。より具体的な例として、サンプル計数アッセイ２１８（たとえばＯ．Ｄ．測定）は、参照サンプル２０８で行うことが可能であり、且つ同一参照サンプル２０８の溶液特性の変化は、５分ごとに記録可能である。他の実施形態では、サンプル計数アッセイ２１８は、参照サンプル２０８の溶液特性の変化を記録する直前又は記録した直後に行うことが可能である。

【0081】

[0091] 本方法２００はまた、変換係数を用いてサンプル計数アッセイ２１８の結果を参照サンプル濃度２２０に変換することを含みうる。たとえば、Ｏ．Ｄ．測定の結果は、Ｏ．Ｄ．測定の結果に数値変換係数（たとえばＯ．Ｄ．×（１．７６×１０⁹））を乗算することにより参照サンプル濃度２２０（ＣＦＵ／ｍＬとして表される）に変換可能である。変換係数は、通常は機器依存であり、機器によって異なる。コンピューティングデバイス１１６（若しくはそのプロセッサー）又はコンピューティングデバイス１１６に通信結合された他のデバイスは、サンプル計数アッセイ２１８の結果を参照サンプル濃度２２０に変換して、かかる参照サンプル濃度２２０をコンピューティングデバイス１１６、コンピューティングクラウド、又はコンピューティングデバイス１１６にアクセス可能なリモートサーバーのメモリーに記憶された１つ以上のデータベースに記憶するようにプログラム可能である。

【0082】

[0092] 本方法２００は、計算された参照サンプル濃度２２０を工程２Ｂで特定の時間インターバル２１６で特定の参照サンプル２０８の溶液特性の変化に関連付けることにより複数の株特異的ＬＵＴ２０４の各々を作成することをさらに含みうる。たとえば、ＳＭａ＿ＣＤＣ－２７の株特異的ＬＵＴ２０４は、この特定の参照サンプル２０８の計算された参照サンプル濃度２２０を５分ごと又は１０分ごとに測定された参照サンプル２０８の溶液特性の変化に関連付けることにより作成可能である。

【0083】

[0093] 本方法２００は、工程２Ｃで複数の株特異的ＬＵＴ２０４から得られるデータを用いて平均化ＬＵＴ２０２を作成することをさらに含みうる。以上で考察したように、平均化ＬＵＴ２０２は、種特異的ＬＵＴ２１０、ユニバーサルＬＵＴ２１２、又は分類タイプ若しくは特性により組織化された他のＬＵＴのいずれかを意味しうる。たとえば、平均化ＬＵＴ２０２はまた、グラム陽性ＬＵＴ又はグラム陰性ＬＵＴでありうる。平均化ＬＵＴ２０２が種特異的ＬＵＴ２１０である場合、種特異的ＬＵＴ２１０の作成に使用される株特異的ＬＵＴ２０４は、感染因子の同一種の異なる株を包含可能である。平均化ＬＵＴ２０２がユニバーサルＬＵＴ２１２である場合、ユニバーサルＬＵＴ２１２の作成に使用される株特異的ＬＵＴ２０４は、異なる種にわたる感染因子の異なる株を包含可能である。

【0084】

[0094] 一実施形態では、平均化ＬＵＴ２０２は、複数の株特異的ＬＵＴ２０４にわたりすべての溶液特性変化量２２２の平均をとっていくつかの平均化溶液特性変化量２２４を生成することにより作成可能である。平均化溶液特性変化量２２４は、各あらかじめ決められた参照サンプル濃度２２０に対して計算可能である。たとえば、あらかじめ決められた参照サンプル濃度２２０は、１×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ、２×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬ、３×１０⁸ＣＦＵ／ｍＬなどを含みうる。この例では、平均化ＬＵＴ２０２は、複数の株特異的ＬＵＴ２０４から得られる溶液特性変化量２２２から各平均化溶液特性変化量２２４を計算することにより作成可能である。

【0085】

[0095] 工程２Ｃは、あらかじめ決められた参照サンプル濃度２２０の各々を平均化計算結果に関連付けることをさらに含みうる。たとえば、平均化ＬＵＴ２０２は、あらかじめ決められた参照サンプル濃度２２０を平均化溶液特性変化量２２４に関連付けることにより作成可能である。

【0086】

[0096] 平均化ＬＵＴ２０２は、原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類タイプ若しくは特性に関する情報（図１参照）又はかかる情報の欠如に基づいて選択及び検索が可能である。たとえば、ＳＭａの種特異的ＬＵＴ２１０は、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種がＳＭａとして同定されるときに選択及び検索が可能である。また、例として、ユニバーサルＬＵＴ２１２は、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種が未確認又は未知のときに選択及び検索が可能である。そのほかの例として、属、科、目、綱、門、界、又はドメインにより組織化された平均化ＬＵＴ２０２もまた、選択及び検索が可能である。さらに、微生物特性たとえばグラムタイプ又は機能能力たとえばある特定のタンパク質若しくは分子を加水分解する能力により組織化された平均化ＬＵＴ２０２もまた、選択又は検索が可能である。

【0087】

[0097] 以上で考察したように、ＬＵＴは、コンピューティングデバイス１１６のメモリーにデータベースソフトウェアプログラムの一部として記憶可能である。他の実施形態では、ＬＵＴは、コンピューティングクラウド又はネットワーク上のコンピューティングデバイス１１６にアクセス可能なリモートサーバーにデータベースソフトウェアプログラムの一部として記憶可能である。コンピューティングデバイス１１６又はその１つ以上のプロセッサーは、何百又は何千もの記憶されたＬＵＴを検索して原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類タイプ（たとえば種）又は特性に関する情報に基づいて適切なＬＵＴを選択することが可能である。

【0088】

[0098] 方法２００は方法１００とは別に示されているが、方法２００は方法１００のサブ工程又は前工程とみなしうることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。さらに、図２に示される工程は、所望の結果を達成するために示された特定の順序を必要としない。さらに、ある特定の工程又はプロセスは、所望の結果を達成するために省略しうるか又は並行して行いうる。そのほか、本明細書に開示されたシステム又はデバイスはいずれも、図２の工程に示されるデバイス又はシステムの代わりに使用可能である。

【0089】

[0099] 図３Ａは、ＳＭａの種特異的ＬＵＴ２１０の作成に使用されるＳＭａの各種株の株特異的ＬＵＴ例２０４を例示する。図３Ａに示されるように、株特異的ＬＵＴ２０４は、ＳＭａ＿ＣＤＣ－２７ＬＵＴ、ＳＭａ＿ＣＤＣ－９１ＬＵＴ、ＳＭａ＿ＣＤＣ－９９ＬＵＴ、ＳＭａＣＤＣ－１２１ＬＵＴ、ＳＭａＣＤＣ－１２２ＬＵＴ、及びＳＭａＣＤＣ－１３０ＬＵＴを含みうる。６つの株特異的ＬＵＴ２０４が図３Ａの実施形態例に示されるが、種特異的ＬＵＴ２１０又はユニバーサルＬＵＴ２１２などの平均化ＬＵＴ２０２は少なくとも３つの株特異的ＬＵＴ２０４から作成可能であることが本開示により企図される。株特異的ＬＵＴ２０４の数を増加させることにより平均化ＬＵＴ２０２の確度を向上させうる。

【0090】

[0100] 株特異的ＬＵＴ２０４は、参照サンプル濃度２２０及び溶液特性変化量２２２を含みうる。溶液特性変化量２２２は、ある時間域にわたりＳＭａの株を含む参照サンプル２０８の溶液特性の変化をモニターすることから得ることが可能である。たとえば、図３Ｂは、ＳＭａ＿ＣＤＣ－２７を含む参照サンプル２０８のｐＨ変化を表すｐＨ成長曲線３００を例示する。

【0091】

[0101] 参照サンプル濃度２２０は、参照サンプル２０８の溶液特性変化のモニタリングと同時に参照サンプル２０８で実施されたサンプル計数アッセイ２１８（図２参照）の結果を変換することにより得ることが可能である。たとえば、図３Ｂは、経時的に参照サンプル２０８で実施されたサンプル計数アッセイ２１８により測定したときの参照サンプル２０８内の感染因子濃度の増加を表す参照サンプル濃度曲線３０２を例示する。図３Ｂに示されるように、ｐＨ成長曲線３００及び参照サンプル濃度曲線３０２は、同一ｘ軸（分単位の時間）を用いてプロット可能である。

【0092】

[0102] 図３Ａはまた、ＳＭａの種特異的ＬＵＴ２１０がＳＭａの各種株特異的ＬＵＴ２０４にわたり溶液特性変化量２２２の平均をとることにより作成可能であることを例示する。たとえば、１ｅ８ＣＦＵ／ｍＬの参照サンプル濃度２２０では、平均化溶液特性変化量２２４を６．９６又は－０．０４のΔｐＨとして計算可能である。

【0093】

[0103] 図４Ａは、感染因子１０６を含む原サンプル１０４から出力サンプル１０２を調製するシステム４００の例を例示する。より具体的には、システム４００は、規定濃度１０５の感染因子１０６を含む出力サンプル１０２を提供可能である。

【0094】

[0104] システム４００は、コンピューティングデバイス１１６、パラメーターアナライザー１２０、及びセンサー１２２の機能をインテグレートするサンプル調製装置４０２を含みうる。システム４００は、図１の方法１００の工程のいずれかを行うことが可能である。たとえば、サンプル調製装置４０２内の１つ以上のプロセッサーは、方法１００の工程１Ｃ、１Ｄ、又は１Ｅのいずれかを行うことが可能である。

【0095】

[0105] そのほか、システム４００は、サンプル調製装置４０２に適合可能な１つ以上の反応ベッセル４０４を含みうる。たとえば、原サンプル１０４は、反応ベッセル４０４に導入可能であり、且つ反応ベッセル４０４は、サンプル調製装置４０２のベッセル受取りスペース４０６内に配置又は位置決めすることが可能である。

【0096】

[0106] 図４Ｂに示される他の一実施形態では、試験カートリッジ４０８は、反応ベッセル４０４の代わりに又はそれに加えて使用可能である。試験カートリッジ４０８は、サンプル受取り表面４１０又はスペースとサンプル出力表面４１２又はスペースとを含みうる。試験カートリッジ４０８のサンプル受取り表面４１０又はスペースは、原サンプル１０４のアリコートを受け取ることが可能であり、且つ出力サンプル１０２は、サンプル出力表面４１２又はスペース内に注入、ポンプ移送、又は他の形で導入することが可能である。試験カートリッジ４０８は、カートリッジインターフェース４１４を介してサンプル調製装置４０２とインターフェースすることが可能である。カートリッジインターフェース４１４は、サンプル調製装置４０２による試験カートリッジ４０８からの情報の読取り又は検索を可能にするように構成された電子インターフェース、たとえば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、ハイスピードシリアルコンピューター拡張バスインターフェース、又はそれらの組合せでありうる。試験カートリッジ４０８が反応ベッセル４０４の代わりに使用される実施形態では、ベッセル受取りスペース４０６は、カートリッジ受取りスロット又はスペースとして構成可能である。

【0097】

[0107] 一実施形態では、ユーザーは、原サンプル１０４を含む反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８）をサンプル調製装置４０２のベッセル受取りスペース４０６（又はカートリッジ受取りスロット）内に配置してサンプル調製装置４０２に規定濃度１０５を入力することにより、原サンプル１０４から出力サンプル１０２を得るプロセスを開始可能である。たとえば、規定濃度１０５は、３ｅ８又は５ｅ５ＣＦＵ／ｍＬの濃度でありうる。規定濃度１０５は、サンプル調製装置４０２の入力コンポーネント、たとえば、キーボード、タッチスクリーン、又はそれらの組合せを介して入力可能である。他の実施形態では、規定濃度１０５は、サンプル調製装置４０２に通信結合されたコンピューティングデバイス（たとえばモバイルデバイス又はラップトップ）を介して入力可能であり、且つ規定濃度１０５は、サンプル調製装置４０２に送信可能である。

【0098】

[0108] 他の一実施形態では、ユーザーは、原サンプル１０６内の感染因子１０６の分類（たとえば、種、科、目など）又は特性（グラム陽性若しくはグラム陰性）に関する情報を入力又は他の形で提供することにより原サンプル１０４から出力サンプル１０２を得るプロセスを開始可能であり、且つシステム４００は、いずれかの下流試験に必要とされる出力サンプル１０２の規定濃度１０５を決定可能である。

【0099】

[0109] いくつかの実施形態では、次いで、サンプル調製装置４０２内の１つ以上の計量コンジットは、希釈用溶液１１４を原サンプル１０４に導入することにより原サンプル１０４を希釈して希釈サンプル１１２を生成可能である。計量コンジットは、サンプル調製装置４０２内のチャネル、通路、キャピラリー、チューブ、又はそれらの組合せを意味しうる。計量コンジットはまた、サンプル調製装置４０２内のハイドロリックポンプ、ニューマチックポンプ、蠕動ポンプ、真空若しくは正圧ポンプ、手動式若しくは機械式ポンプ、シリンジポンプ、又はそれらの組合せの一部として機能するチャネル（たとえばマイクロ流体チャネル）、通路、キャピラリー、又はチューブを意味しうる。

【0100】

[0110] 一実施形態では、原サンプル１０４は、反応ベッセル４０４からサンプル調製装置４０２内のチャネル、通路、キャピラリー、チューブ、又はそれらの組合せに吸引又はポンプ移送することが可能である（たとえば真空圧を介して）。この実施形態では、希釈用溶液１１４は、原サンプル１０４が反応ベッセル４０４から吸引又はポンプ移送されてから原サンプル１０４に導入可能である。他の実施形態では、試験カートリッジ４０８は、希釈サンプル１１２、希釈用溶液１１４、原サンプル１０４、出力サンプル１０２、又はそれらの組合せをポンプ移送又は送達するチャネル、コンジット、又はキャピラリーを含みうる。

【0101】

[0111] 他の実施形態では、原サンプル１０４は、反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８）内に残留可能であり、且つ希釈用溶液１１４は、反応ベッセル４０４のベース、トップ、又はサイドに沿った１つ以上のポートを介して反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８）内に導入可能である。他の実施形態では、希釈用溶液１１４は、反応ベッセル４０４のキャップ又はカバーに規定された１つ以上のポートを介して反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８）内に導入可能である。

【0102】

[0112] 他の実施形態では、原サンプル１０４は、サンプル調製装置４０２内に配置する前に希釈用溶液１１４により希釈可能である。

【0103】

[0113] いくつかの実施形態では、センサー１２２の少なくとも一部は、反応ベッセル４０２内（又は試験カートリッジ４０８内若しくは上）の希釈サンプル１１２中に延在可能であるか又はそれに流体連通可能である。たとえば、電極（たとえば活性電極及び参照電極）は、反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８）のベースに沿ったポートを介して希釈サンプル１１２中に延在可能であるか又はそれに流体連通可能である。原サンプル１０４又は希釈サンプル１１２がサンプル調製装置４０２内に吸引又は方向付けされる他の実施形態では、希釈サンプル１１２は、１つ以上の流体送達コンジット、たとえば、サンプル調製装置４０２内のチャネル（たとえばマイクロ流体チャネル）、通路、キャピラリー、又はチューブを介してサンプル調製装置４０２内のセンサー１２２に導入可能である。

【0104】

[0114] いくつかの実施形態では、サンプル調製装置４０２のセンサー１２２は、参照電極と活性電極とを含むｐＨセンサーでありうる。これらの実施形態では、活性電極は、機能化（又はｐＨ活性）層５０８を含みうる（図５Ａ及び５Ｂを参照されたい）。

【0105】

[0115] 他の実施形態では、サンプル調製装置４０２のセンサー１２２は、参照電極と活性電極とを含むＯＲＰセンサーでありうる。これらの実施形態では、活性電極は、レドックス活性層６１０を含みうる（図６Ａ及び６Ｂを参照されたい）。より詳細に考察されるように、レドックス活性層６１０は金属層又は金属電極を含みうる。

【0106】

[0116] さらにそのほかの実施形態では、サンプル調製装置４０２のセンサー１２２は、複数の参照電極と活性電極とを含む組合せｐＨ・ＯＲＰセンサーでありうる。これらの実施形態では、少なくとも１つの活性電極はレドックス活性層７１２を含みうるとともに、少なくとも他の１つの活性電極は機能化層７１６を含みうる（図７Ａ及び７Ｂを参照されたい）。

【0107】

[0117] 図に示されていないいくつかの実施形態では、センサー１２２（又はその一部）は、試験カートリッジ４０８内にインテグレート可能である。たとえば、希釈サンプル１１２又は原サンプル１０４は、希釈サンプル１１２又は原サンプル１０４をサンプル受取り表面４１０上に導入することにより、センサー１２２の機能化（若しくはｐＨ活性）層又はレドックス活性層と参照電極とに流体連通可能である。他の例では、試験カートリッジ４０８の少なくとも一部は希釈サンプル１１２内に浸漬可能である。

【0108】

[0118] サンプル調製装置４０２内の１つ以上のプロセッサーは、原サンプル１０４中の感染因子１０６の種に関する情報に基づいて種特異的ＬＵＴ２１０などの平均化ＬＵＴ２０２を検索するようにプログラム可能である。他の実施形態では、サンプル調製装置４０２内の１つ以上のプロセッサーは、原サンプル１０４中の感染因子１０６に関する情報の欠如に基づいてユニバーサルＬＵＴ２１２又は他のタイプの種間ＬＵＴを検索するようにプログラム可能である。

【0109】

[0119] ＬＵＴは、サンプル調製装置４０２のメモリーにデータベースソフトウェアプログラムの一部として記憶可能である。他の実施形態では、ＬＵＴは、コンピューティングクラウド又はネットワーク上のサンプル調製装置４０２にアクセス可能なリモートサーバー中のデータベースソフトウェアプログラムの一部として記憶可能である。サンプル調製装置４０２の１つ以上のプロセッサーは、何百又は何千もの記憶されたＬＵＴを検索して原サンプル１０４中の感染因子１０６の分類タイプ（たとえば種）又は特性に基づいて適切なＬＵＴを選択するようにプログラム可能である。

【0110】

[0120] サンプル調製装置４０２の１つ以上のプロセッサーは、規定濃度１０５及び平均化ＬＵＴ２０２のデータに基づいて閾値量１１８を設定するようにプログラム可能である。たとえば、規定濃度１０５は、３ｅ８又は５ｅ５ＣＦＵ／ｍＬとしてユーザーによりサンプル調製装置４０２に入力可能である。サンプル調製装置４０２の１つ以上のプロセッサーは、溶液特性変化量が３ｅ８又は５ｅ５ＣＦＵ／ｍＬの参照サンプル濃度２２０に関連付けられることから、閾値量１１８として－０．２０のΔｐＨの平均化溶液特性変化量２２４を選択するようにプログラム可能である。

【0111】

[0121] サンプル調製装置４０２はまた、約３０℃～４０℃（又は約３５℃±２℃）のインキュベーション温度１２４まで希釈サンプル１１２をインキュベートするインキュベートコンポーネントを含みうる。たとえば、インキュベートコンポーネントは、反応ベッセル４０４内の希釈サンプル１１２をインキュベート可能であるか、又はサンプル調製装置４０２内に吸引又はポンプ移送された希釈サンプル１１２をインキュベート可能である。他の実施形態では、インキュベートコンポーネントは、希釈サンプル１１２を含む試験カートリッジ４０８全体又はその一部をインキュベート可能である。

【0112】

[0122] サンプル調製装置４０２は、希釈サンプル１１２をインキュベートしながら希釈サンプル１１２の溶液特性（たとえばｐＨ又はＯＲＰ）の変化をモニター可能である。サンプル調製装置４０２のセンサー１２２は、希釈サンプル１１２の溶液特性（たとえばｐＨ又はＯＲＰ）の変化に応答するように構成可能である。希釈サンプル１１２の溶液特性は、希釈サンプル１１２に添加される外因性レポーター分子をなんら存在させることなくモニター可能である。

【0113】

[0123] サンプル調製装置４０２は、希釈サンプル１１２を冷却する冷却コンポーネントを含みうる。冷却コンポーネントは、希釈サンプル１１２の溶液特性が閾値量１１８変化するときに希釈サンプル１１２をある冷却温度１２６に冷却可能である。希釈サンプル１１２は、希釈サンプル１１２内の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達するときに冷却可能である。

【0114】

[0124] 冷却温度１２６は約４℃～２５℃でありうる。いくつかの実施形態では、冷却温度１２６は約４℃～１５℃でありうる。

【0115】

[0125] いくつかの実施形態では、サンプル調製装置４０２は、希釈サンプル１１２を含む同一反応ベッセル４０４を冷却可能である。これらの実施形態では、同一反応ベッセル４０４内のこの時点で冷却された希釈サンプル１１２は、反応ベッセル４０４内の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達するときに出力サンプル１０２とみなしうる。

【0116】

[0126] 他の実施形態では、冷却コンポーネントは、希釈サンプル１１２を含む試験カートリッジ４０８全体又はその一部を冷却可能である。これらの実施形態では、試験カートリッジ４０８内のこの時点で冷却された希釈サンプル１１２は、試験カートリッジ４０８内の感染因子１０６の濃度が規定濃度１０５に達するときに出力サンプル１０２とみなしうる。

【0117】

[0127] 他の実施形態では、希釈サンプル１１２は、冷却される異なる反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８の異なる部分）に導入、ポンプ移送、又は他の形で移替えが可能である。これらの実施形態では、異なる反応ベッセル４０４（又は試験カートリッジ４０８の異なる部分、たとえば、サンプル出力表面４１２又はスペース）内の冷却された希釈サンプル１１２は、出力サンプル１０２とみなしうる。

【0118】

[0128] 一実施形態では、サンプル調製装置４０２は、希釈サンプル１１２の溶液特性が閾値量１１８変化したこと及び反応ベッセル４０４内（又は試験カートリッジ４０８内）の感染因子１０６が規定濃度１０５に達したことをユーザーに警告可能である。たとえば、サンプル調製装置４０２は、可聴警告、可視警告若しくはグラフィック警告、触覚警告若しくは運動警告、又はそれらの組合せを発生可能である。より具体的な例として、サンプル調製装置４０２は、下流試験で検索又は使用に供される出力サンプル１０４の準備ができていることをユーザーに通知するメッセージをディスプレイコンポーネント上に作成可能である。

【0119】

[0129] 図４Ａはベンチトップ装置としてサンプル調製装置４０２の一実施形態を示すが、サンプル調製装置４０２又はそのコンポーネントは、カートリッジ、試験ストリップ、マイクロ電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイス、ラボオンチップ（ＬＯＣ）デバイス、マイクロ流体チップ、又はそれらの組合せとして実現可能であることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。

【0120】

[0130] そのほか、図４Ａは２つのベッセル受取りスペース４０６（又は２つのカートリッジ受取りスロット）を有するサンプル調製装置４０２を示すが、サンプル調製装置４０２は１つのベッセル受取りスペース４０６（若しくは１つのカートリッジ受取りスロット）又は３つ以上のベッセル受取りスペース４０６（若しくは３つ以上のカートリッジ受取りスロット）を有しうることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。サンプル調製装置４０２が複数のベッセル受取りスペース４０６（又は複数のカートリッジ受取りスロット）を含む実施形態では、サンプル調製装置４０２はマルチプレックスデバイスとみなしうる。さらに、図４Ｂは１つのサンプル受取り表面４１０又はスペースと１つのサンプル出力表面４１２又はスペースとを含む試験カートリッジ４０８を示すが、試験カートリッジ４０８は、２つ以上のサンプル受取り表面４１０又はスペース（２つ以上の原サンプル１０４を受け取る）と２つ以上のサンプル出力表面４１２又はスペース（２つ以上の出力サンプル１０２を収容する）とを含みうることが本開示により企図される。

【0121】

[0131] 図５Ａは、本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるｐＨセンサー５００の一実施形態の模式図を例示する。図５Ａのセンサー５００は、図１、２、及び４に示されるセンサー１２２のいずれかでありうるか又はそれらを意味しうる。センサー５００は、容器壁５０４と基材層５１２上に位置決めされた活性電極５０２と外部参照電極５０６とを含む電気化学セルでありうるか又はそれを含みうる。活性電極５０２は、機能化層５０８と導体層５１０とを含みうる。センサー５００は、溶液５１４を受け取るように又はそれと流体接触するように構成可能である。たとえば、センサー５００は、図５Ａに示されるように容器壁５０４内に溶液５１４を受け取って保持することが可能である。図に示されていないが本開示により企図される他の実施形態では、センサー５００の１つ以上の層は、溶液５１４がセンサー５００の容器壁５０４内に保持されなくても又はセンサー５００が容器壁５０４を有していなくても、溶液５１４と流体接触しうる。

【0122】

[0132] すべてのかかる実施形態では、溶液５１４は、希釈サンプル１１２又は参照サンプル２０８又はそれらのアリコートのいずれかでありうる。センサー５００は、パラメーターアナライザー１２０に接続可能又は結合可能である。一実施形態では、パラメーターアナライザー１２０は、外部参照電極５０６及び活性電極５１０の両方に結合可能である。他の実施形態では、パラメーターアナライザー１２０は、外部参照電極５０６、導体層５１０、さらには他の層に結合可能である。図５Ａに示されるように、外部参照電極５０６は、溶液５１４中に延在可能である。

【0123】

[0133] パラメーターアナライザー１２０が外部参照電極５０６、導体層５１０、又は他の層に結合される場合、パラメーターアナライザー１２０は、溶液５１４の電気特性の差を測定可能である。外部参照電極５０６は、安定で周知の内部参照電位を有しうるとともに、センサー５００により行われる測定から電気ノイズを除去するディフェレンシャルノイズフィルターとしても作用しうる。オペレーター又はクリニシャンは、この構成を用いてセンサー５００の電気特性の相対的変化を決定又は記録することが可能であり、絶対的変化を確認する必要はない。オペレーター又はクリニシャンはまた、外部参照電極５０６を用いて複数のセンサー５００の電気特性の相対差を決定又は記録することが可能である。一実施形態では、外部参照電極５０６は、スタンドアロンのプローブ又は電極でありうる。他の実施形態では、外部参照電極５０６は、パラメーターアナライザー１２０又はパラメーターアナライザー１２０に接続されたコンピューティングデバイス１１６（図示せず）に結合可能である。パラメーターアナライザー１２０はまた、活性電極及び外部参照電極５０６に電圧又は電流を印加するために使用可能である。

【0124】

[0134] 一実施形態では、外部参照電極５０６は、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極でありうる。他の実施形態では、外部参照電極５０６は、飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）又は銅－硫酸銅（ＩＩ）電極（ＣＳＥ）でありうるが、それらに限定されるものではない。

【0125】

[0135] 基材層５１２は、いずれかの非伝導性材料、たとえば、ポリマー、酸化物、セラミック、又はそれらの複合材で構成可能であるが、それらに限定されるものではない。図５Ａに示されるように、導体層５１０は、基材層５１２上に配設するか又はそれをカバーすることが可能である。

【0126】

[0136] 導体層５１０は、金属、半導体材料、金属／金属塩、又はそれらの組合せで構成可能であるが、それらに限定されるものではない。たとえば、導体層５１０は、ケイ素、金、銀、アルミニウム、白金、又はそれらの複合材で構成可能であるが、それらに限定されるものではない。導体層５１０はまた、有機半導体、カーボンナノチューブ、グラフェン、有機導体、たとえば、ポリアセチレン、ポリアニリン、キナクリドン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）又はＰＥＤＯＴ、ＰＥＤＯＴ：ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）から誘導されるもの、又はそれらの組合せでありうる。導体層５１０は、電気的性質の変化、たとえば、限定されるものではないが、導体層５１０、機能化層５０８、及び溶液５１４を介して外部参照電極５０６まで測定される電圧変化、キャパシタンス変化、コンダクタンス変化、及び／又は電流変化の測定を可能にするいずれかの伝導性材料で構成可能である。

【0127】

[0137] 図５Ａに示されるように、機能化層５０８は、導体層５１０上に配設するか又はそれをカバーすることが可能である。機能化層５０８は、酸化物、シラン、ＤＮＡ、タンパク質、抗体、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、酸化物、緩衝ヒドロゲル、ＰＶＣ、パリレン、ポリＡＣＥ、又はいずれかの他の生化学的活性材料を含みうる。機能化層５０８は、センサー５００と溶液５１４中のイオン、アナライト、又は他の分子若しくは副産物との相互作用を促進するように構成可能である。たとえば、機能化層５０８はｐＨ感受性層又はｐＨ活性層でありうる。

【0128】

[0138] 一例では、機能化層５０８は、溶液５１４中の水素イオン（Ｈ⁺）と相互作用可能なヒドロキシル基を含みうる。この相互作用は、パラメーターアナライザー１２０により検出されるセンサー５００と外部参照電極５０６との間の電気特性の変化を生成可能である。一実施形態では、この相互作用は、溶液５１４と機能化層５０８との間の界面又は溶液５１４と導体層５１０との間の界面でセンサー５００の電気特性の測定可能な変化を生成可能である。

【0129】

[0139] たとえば、パラメーターアナライザー１２０は電圧計でありうるとともに、電圧計は、活性電極５０２と溶液５１４に暴露された外部参照電極５０６との間の機能化層５０８又はその近傍で電圧（電位）変化（ΔＶ）を検出可能である。電圧変化は、溶液５１４中に延在する又はそれに接触する外部参照電極５０６を基準にして決定可能である。この実施形態では、機能化層５０８及び導体層５１０は、作用電極又は活性電極５０２の一部とみなしうる。

【0130】

[0140] 図５Ａに示されるように、溶液５１４、機能化層５０８、及び導体層５１０は、容器壁５０４に囲まれうる。容器壁５０４は、不活性又は非伝導性の材料で作製可能である。容器壁５０４は、高分子材料、たとえば、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、セラミック、ガラス、又はそれらの組合せを含みうるが、それらに限定されるものではない。

【0131】

[0141] 図５Ｂは、本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるｐＨセンサー５００の他の一実施形態の模式図を例示する。センサー５００は、図１、２、及び４に示されるセンサー１２２のいずれかでありうるか又はそれらを意味しうる。

【0132】

[0142] この実施形態では、センサー５００は、活性電極５１６又は指示電極とオンチップ参照電極５１８とを含みうる。この実施形態では、活性電極５１６（すなわち活性電極）及びオンチップ参照電極５１８は、同一基材層５１２上に配設可能である。基材層５１２は、図５Ａに示される基材層５１２と同一の材料で構成可能である。

【0133】

[0143] 溶液５１４は、活性電極５１６及びオンチップ参照電極５１８の両方の上を同時に流動可能であるか又はそれらに暴露可能である。この実施形態では、活性電極５１６及びオンチップ参照電極５１８は、容器壁５０４又は容器分割により分離可能である。

【0134】

[0144] 活性電極５１６は、導体層５１０上に配設された又はそれをカバーする機能化層５０８を含みうる。機能化層５０８は、酸化物、シラン、ＤＮＡ、タンパク質、ヒドロキシル基、抗体、酸化物、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、緩衝ヒドロゲル、ＰＶＣ、パリレン、ポリＡＣＥ、又はいずれかの他の生化学的活性材料を含みうる。

【0135】

[0145] 図５Ｂに示されるように、パッシベーション層５２０は、導体層５１０上に配設するか又はそれをカバーすることが可能である。パッシベーション層５２０は、オンチップ参照電極５１８と溶液５１４中のアナライト、イオン、又は他の分子若しくは副産物との相互作用を防止するように構成可能である。たとえば、パッシベーション層５２０はｐＨ非感受性層でありうる。パッシベーション層５２０は、シラン、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、緩衝ヒドロゲル、パリレン、ポリＡＣＥ、又はいずれかの他の生化学的不活性材料を含みうる。

【0136】

[0146] この実施形態では、パラメーターアナライザー１２０は、活性電極５１６の導体層５１０に接続されたリード接続ワイヤーたとえば銅ワイヤーと、オンチップ参照電極５１８の導体層５１０に接続された他のリード接続ワイヤーと、を有しうる。パラメーターアナライザー１２０はまた、活性電極及びオンチップ参照電極５１８に電圧又は電流を印加するために使用可能である。

【0137】

[0147] この及び他の実施形態では、図５Ｂに示されるセンサー５００は、図５Ａに示されるセンサー構成を小型化する。オンチップ参照電極５１８は、外部参照電極５０６などの外部参照電極の必要性を回避する。オンチップ参照電極５１８はまた、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極でありうる。他の実施形態では、オンチップ参照電極５１８は、飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）又は銅－硫酸銅（ＩＩ）電極（ＣＳＥ）でありうるが、それらに限定されるものではない。オンチップ参照電極５１８は、センサー５００のこの実施形態では外部参照電極５０６と類似の機能を提供する。オンチップ参照電極５１８のパッシベーション層５２０は、パッシベーション層５２０によりカバーされた導体層５１０と溶液５１４中のイオン、アナライト、又は他の分子若しくは副産物との相互作用を防止する。これにより、リーダー又は他のデバイスは、パラメーターアナライザー１２０により得られる電気シグナルを区別可能になる。いくつかの実施形態では、パッシベーション層５２０は、明確に規定された電位を有するオンチップ参照電極５１８を意味しうる。他の実施形態では、オンチップ参照電極５１８はパッシベーション層５２０なしでありうる。

【0138】

[0148] 導体層５１０が参照電極として使用される一実施形態では、導体層５１０は、金属塩化物などの金属塩によりカバーされた金属でありうる。他の一実施形態では、導体層５１０はまた、酸化物によりカバーしうる。たとえば、導体層５１０は銀／塩化銀接点でありうる。この実施形態では、導体層５１０は、導体層５１０と溶液５１４中のアナライト、イオン、又は他の分子若しくは副産物との相互作用を防止するために及び参照電極として作用させるために、限定されるものではないがＫＣＬ電解質ゲル又はＫＣＬ溶液などのパッシベーション層５２０によりカバーしうる。他の実施形態では、オンチップ参照電極５１８は、カロメル電極又はＡｇ／ＡｇＣｌ電極に類似した小さな内部電位を安定化させる小型セルによりカバーしうる。

【0139】

[0149] 図６Ａは、本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるＯＲＰセンサー６００の一実施形態の模式図を例示する。図６Ａのセンサー６００は、図１、２、及び４に示されるセンサー１２２のいずれかでありうるか又はそれらを意味しうる。センサー６００は、活性電極６０２と外部参照電極６０４とを含む電気化学セルでありうる。センサー６００のいくつかの実施形態では、センサー６００の電極は、活性電極６０２及び外部参照電極６０４のみである。

【0140】

[0150] 活性電極６０２は、基材層６０６から延在可能であるか又はその上に配設可能である。基材層６０６は、いずれかの非伝導性材料、たとえば、ポリマー、酸化物、セラミック、又はそれらの複合材で構成可能であるが、それらに限定されるものではない。電気化学セルは、サンプル溶液６１２を保持するように構成された壁６０８に囲まれうるか又はそれに含まれうる。壁６０８は、不活性又は非伝導性の材料で作製可能である。

【0141】

[0151] サンプル溶液６１２は、希釈サンプル１１２又は参照サンプル２０８又はそれらのアリコートのいずれかを意味しうる。外部参照電極６０４及び活性電極６０２の少なくとも一部は、サンプル溶液６１２に流体連通又は流体接触しうる。たとえば、外部参照電極６０４は、サンプル溶液６１２中に延在可能また浸漬可能である。外部参照電極６０４はまた、安定な又は周知の内部電圧を有しうるとともに、センサー６００は、活性電極６０２の電位の相対変化を決定又は測定するために外部参照電極６０４を使用可能である。一実施形態では、外部参照電極６０４は、スタンドアロンのプローブ又は電極でありうる。他の実施形態では、外部参照電極６０４は、パラメーターアナライザー１２０に結合可能である。いくつかの実施形態では、複数のセンサー（限定されるものではないが第１のセンサー及び第２のセンサーを含む）は、同一外部参照電極６０４を共有して使用することが可能である。

【0142】

[0152] 一実施形態では、外部参照電極６０４は、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極でありうる。他の実施形態では、外部参照電極６０４は、飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）又は銅－硫酸銅（ＩＩ）電極（ＣＳＥ）を含みうる。外部参照電極６０４はまた、活性電極の一部でないいずれかの金属、たとえば、白金、銀、金、若しくはそれらの組合せ、いずれかの金属酸化物材料若しくは半導体酸化物材料、たとえば、酸化アルミニウム、酸化イリジウム、酸化ケイ素、又はいずれかの伝導性ポリマー電極、たとえば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、若しくはそれらの組合せを含む擬似参照電極でありうる。

【0143】

[0153] 活性電極６０２は、複数の伝導層（たとえば、金属層のスタック）と、複数の伝導層の上のレドックス活性層６１０又は金層、白金層、金属酸化物層、炭素層、それらの組合せなどの層と、を含みうる。いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、酸化イリジウム層、酸化ルテニウム層、又はそれらの組合せを含みうる。パラメーターアナライザー１２０は、活性電極６０２及び外部参照電極６０４に結合可能である。

【0144】

[0154] パラメーターアナライザー１２０、コンピューティングデバイス１１６、又はそれらの組合せは、瞬間的に又はある時間域にわたり外部参照電極６０４と活性電極６０２との間の電位差を測定することによりサンプル溶液６１２のＯＲＰを決定可能である。図６Ａに示されるように、パラメーターアナライザー１２０は、電圧計又はいずれかの他のタイプの高インピーダンス増幅器又はソースメーターでありうる。電圧計は、活性電極６０２のレドックス活性層６１０と電気活性レドックス種を含有するサンプル溶液６１２との間の界面における平衡電位の相対的変化を測定可能である。パラメーターアナライザー１２０はまた、活性電極及び外部参照電極６０４に電圧又は電流を印加するために使用可能である。

【0145】

[0155] サンプル溶液６１２の溶液特性は、病原体の代謝関連エネルギーのビルドアップ及びブレイクダウン又は酸素枯渇又は放出に起因する電気活性レドックス種の量の変化に伴って変化可能である。たとえば、サンプル溶液６１２中の電気活性レドックス種の量は、溶液中の感染因子により行われる細胞活動の結果として変化可能である。より具体的な例として、サンプル溶液６１２中の表１の電子ドナーの量（たとえば、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）やフラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤＨ２）などのエネルギー担体の量）は、溶液中の感染因子の成長に起因して変化可能である。また、より具体的な他の例として、サンプル溶液６１２中の枯渇酸素の量は、溶液中の感染因子の成長に起因して変化可能である。

【0146】

[0156] 一実施形態では、活性電極６０２は金属層を含みうる。金属層は、金層、白金層、又はそれらの組合せを含みうる。活性電極６０２はまた、複数の層の上に酸化イリジウム又は酸化ルテニウムなどのレドックス活性金属酸化物層を有する半導体層を含む複数の層を含みうる。他の実施形態では、活性電極６０２は、１つ以上の金属層、１つ以上のレドックス活性金属酸化物層、１つ以上の半導体層、又はそれらのいずれかの組合せ若しくはスタッキング配置を含みうる。

【0147】

[0157] 図６Ｂは、本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるＯＲＰセンサー６００の他の一実施形態の模式図を例示する。図６Ｂのセンサー６００は、図１、２、及び４に示されるセンサー１２２のいずれかでありうるか又はそれらを意味しうる。センサー６００は、図６Ａの外部参照電極６０４の代わりに基材層６０６上に配設されたオンチップ参照電極６１４を有しうる。センサー６００のいくつかの実施形態では、センサー６００の電極は、活性電極６０２及びオンチップ参照電極６１４のみである。パラメーターアナライザー１２０はまた、活性電極及びオンチップ参照電極６１４に電圧又は電流を印加するために使用可能である。

【0148】

[0158] これらの及び他の実施形態では、オンチップ参照電極６１４は、高分子コーティングにより被覆可能である。たとえば、オンチップ参照電極６１４は、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）コーティング、ペルフルオロスルホネートコーティング（たとえばNafion（商標））、又はそれらの組合せにより被覆可能である。

【0149】

[0159] オンチップ参照電極６１４は、基材層６０６上に作製されること又はそれにインテグレートされることを除けば、外部参照電極６０４と同一の目的を果たしうる。オンチップ参照電極６１４は、活性電極６０２に近接して又はその近傍に位置決め可能である。図６Ｂのセンサー６００は、図６Ａのセンサー６００と同一の機能を果たしうる。図６Ｂの活性電極６０２に類似して、オンチップ参照電極６１４もまた、壁６０８内に保持されたサンプル溶液６１２に流体連通又は接触することが可能である。

【0150】

[0160] オンチップ参照電極６１４は、金属、半導体材料、又はそれらの組合せで構成可能である。オンチップ参照電極６１４の金属は、酸化物層、シラン層、ポリマー層、又はそれらの組合せによりカバーしうる。他の一実施形態では、オンチップ参照電極６１４は、Ａｇ／ＡｇＣｌオンチップ参照電極などの金属塩と組み合わせた金属でありうる。他の一実施形態では、オンチップ参照電極は、明確に規定された電位を有する小型電極でありうる。いくつかの実施形態では、複数のセンサーは、同一のオンチップ参照電極６１４を共有して使用することが可能である。オンチップ参照電極６１４は、飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）又は銅－硫酸銅（ＩＩ）電極（ＣＳＥ）を含みうる。オンチップ参照電極６１４はまた、活性電極の一部でないいずれかの金属、たとえば、白金、銀、金、若しくはそれらの組合せ、いずれかの金属酸化物材料若しくは半導体酸化物材料、たとえば、酸化アルミニウム、酸化イリジウム、酸化ケイ素、又はいずれかの伝導性ポリマー電極、たとえば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、若しくはそれらの組合せを含む擬似参照電極を含みうる。他の実施形態では、オンチップ参照電極６１４は、カロメル電極又はＡｇ／ＡｇＣｌ電極に類似した小さな内部電位を安定化させる小型セルによりカバーしうる。

【0151】

[0161] 図７Ａは、本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるセンサー７００の一実施形態の模式図を例示する。図７Ａのセンサー７００は、図１、２、及び４に示されるセンサー１２２のいずれかでありうるか又はそれらを意味しうる。センサー７００は、容器壁７０２と、基材層７０８上に位置決めされた第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６と、外部参照電極７１０と、を有する電気化学セルでありうるか又はそれを含みうる。２つの活性電極が図７Ａに示されるが、３つ以上の活性電極又は複数の参照電極を１つの基材層上に位置決め可能であることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。

【0152】

[0162] 第１の活性電極７０４は、導体層７１４上に配設された又は他の形で位置決めされたレドックス活性層７１２を含みうる。第２の活性電極７０６は、導体層７１４上に配設された又は他の形で位置決めされた機能化層７１６を含みうる。いくつかの実施形態では、機能化層７１６はｐＨ感受性層でありうる。これらの及び他の実施形態では、第１の活性電極７０４はＯＲＰセンサーの一部として機能しうるとともに、第２の活性電極７０６はｐＨセンサーの一部として機能しうる。

【0153】

[0163] センサー７００の容器壁７０２は、サンプル溶液７１８を受け取って保持するように構成可能である。容器壁７０２は、不活性又は非伝導性の材料で作製可能である。容器壁７０２は、高分子材料、たとえば、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、セラミック、ガラス、又はそれらの組合せを含みうるが、それらに限定されるものではない。

【0154】

[0164] 図に示されていないが本開示により企図される他の実施形態では、センサー７００の１つ以上の層は、サンプル溶液７１８がセンサー７００の容器壁７０２内に保持されなくても又はセンサー７００が容器壁７０２を有していなくても、サンプル溶液７１８に流体接触又は流体連通しうる。サンプル溶液７１８は、本明細書に記載の希釈サンプル又はそのアリコートのいずれかでありうる。

【0155】

[0165] 図７Ａに示されるように、１つ以上のパラメーターアナライザー１２０は、外部参照電極７１０と第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６の導体層７１４との両方に結合可能である。パラメーターアナライザー１２０は、センサー７００の１つ以上の他の層を介して外部参照電極７１０と導体層７１４とに結合可能である。パラメーターアナライザー１２０は、第１の活性電極７０４と第２の活性電極７０６と外部参照電極７１０といずれかの他の活性電極又は参照電極とに結合可能であり、且つ電極の各々からのシグナルを並行又は交互にマルチプレックス可能である。

【0156】

[0166] 外部参照電極７１０及び２つの活性電極の少なくとも一部は、サンプル溶液７１８に流体連通又は流体接触しうる。図７Ａに示されるように、外部参照電極７１０の少なくとも一部は、サンプル溶液７１８中に延在可能又は浸漬可能である。サンプル溶液７１８は、希釈サンプル１１２、参照サンプル２０８、又はそれらのアリコートのいずれかを意味しうる。

【0157】

[0167] 外部参照電極７１０はまた、安定な又は周知の内部電圧を有しうるとともに、センサー７００を用いて行われる測定から電気ノイズを除去するディフェレンシャルノイズフィルターとしても作用しうる。一実施形態では、外部参照電極７１０は、パラメーターアナライザー１２０に結合されたスタンドアロンのプローブ又は電極でありうる。他の実施形態では、外部参照電極７１０は、パラメーターアナライザー１２０とインテグレート可能である。図７Ａに示されるように、第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６は、同一外部参照電極７１０に結合してそれを共有しうる。図７Ａは個別のパラメーターアナライザー１２０に結合された第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６を示すが、第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６は同一パラメーターアナライザー１２０に結合可能であることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。

【0158】

[0168] 一実施形態では、外部参照電極７１０は、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極でありうるか又はそれを含みうる。他の実施形態では、外部参照電極７１０は、飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）又は銅－硫酸銅（ＩＩ）電極（ＣＳＥ）でありうるか又はそれらを含みうる。外部参照電極７１０はまた、活性電極の一部でないいずれかの金属、たとえば、白金、銀、金、若しくはそれらの組合せ、いずれかの金属酸化物材料若しくは半導体酸化物材料、たとえば、酸化アルミニウム、酸化イリジウム、酸化ケイ素、又はいずれかの伝導性ポリマー電極、たとえば、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレン、若しくはそれらの組合せを含む擬似参照電極でありうる。

【0159】

[0169] 図７Ａに示されるように、第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６の各々は、基材層７０８上に配設又は他の形で位置決めされた少なくとも１つの導体層７１４を含みうる。基材層７０８は、いずれかの非伝導性材料、たとえば、ポリマー、酸化物、セラミック、又はそれらの複合材で構成可能であるが、それらに限定されるものではない。

【0160】

[0170] 導体層７１４は、金属、半導体材料、金属／金属塩、又はそれらの組合せで構成可能であるが、それらに限定されるものではない。たとえば、導体層７１４は、ケイ素、金、銀、アルミニウム、白金、又はそれらの複合材で構成可能であるが、それらに限定されるものではない。導体層７１４はまた、有機半導体、カーボンナノチューブ、グラフェン、有機導体、たとえば、ポリアセチレン、ポリアニリン、キナクリドン、ポリ（３，４－エチレンジオキシチオフェン）又はＰＥＤＯＴ、ＰＥＤＯＴ：ポリスチレンスルホネート（ＰＳＳ）から誘導されるもの、又はそれらの組合せでありうる。導体層７１４は、電気的性質の変化、たとえば、限定されるものではないが、導体層７１４、レドックス活性層７１２又は機能化層７１６、及びサンプル溶液７１８を介して測定される電圧変化、キャパシタンス変化、コンダクタンス変化、及び／又は電流変化の測定を可能にするいずれかの伝導性材料で構成可能である。導体層７１４はまた、複数の伝導層たとえば金属層のスタックを意味しうる。たとえば、金属層は、金層、白金層、又はそれらの組合せを含みうる。

【0161】

[0171] 第１の活性電極７０４は、レドックス活性層７１２又は導体層７１４上に配設された若しくは他の形でそれをカバーする層を含みうる。レドックス活性層７１２は、導体層７１４（又は複数の導体層７１４）の上の金層、白金層、金属酸化物層、炭素層、又はそれらの組合せを含みうる。いくつかの実施形態では、金属酸化物層は、酸化イリジウム層、酸化ルテニウム層、又はそれらの組合せを含みうる。他の実施形態では、導体層７１４はレドックス活性層７１２でありうるとともに、金層、白金層、金属酸化物層、炭素層、又はそれらの組合せを含みうる。

【0162】

[0172] 第１の活性電極７０４及び外部参照電極７１０に結合されたパラメーターアナライザー１２０（又はパラメーターアナライザー１２０に結合された他のデバイス、たとえば、示されていないがコンピューティングデバイス１１６）は、外部参照電極７１０と第１の活性電極７０４との間の電位差を測定することによりサンプル溶液７１８のＯＲＰを決定可能である。

【0163】

[0173] いくつかの実施形態では、パラメーターアナライザー１２０は、電圧計又はいずれかの他のタイプの高インピーダンス増幅器又はソースメーターでありうる。パラメーターアナライザー１２０は、レドックス活性層７１２と電気活性レドックス種を含有するサンプル溶液７１８との間の界面における平衡電位の相対的変化を測定可能である。パラメーターアナライザー１２０はまた、導体層７１４と電気活性レドックス種を含有するサンプル溶液７１８との間の界面における平衡電位の相対的変化を測定可能である。平衡電位の変化は、外部参照電極７１０を基準にして測定可能である。パラメーターアナライザー１２０はまた、外部参照電極７１０又は活性電極に電圧又は電流を印加するために使用可能である。

【0164】

[0174] サンプル溶液７１８の溶液特性は、溶液中の感染因子のエネルギー使用、酸素の取込み若しくは放出、成長、又は代謝に起因する電気活性レドックス種の量の変化に伴って変化可能である。たとえば、サンプル溶液７１８中の電気活性レドックス種の量は、溶液中の感染因子により行われる細胞活動の結果として変化可能である。より具体的な例として、サンプル溶液７１８中の電子ドナーの量（たとえば、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤＨ）やフラビンアデニンジヌクレオチド（ＦＡＤＨ２）などのエネルギー担体の量）は、溶液中の感染因子の成長又はその欠如に起因して変化可能である。また、より具体的な他の例として、サンプル溶液７１８中の枯渇酸素の量は、溶液中の感染因子の成長又はその欠如に起因して変化可能である。

【0165】

[0175] 第２の活性電極７０６は、導体層７１４上に配設された又は他の形でそれをカバーする機能化層７１６を含みうる。機能化層７１６は、酸化物、シラン、ＤＮＡ、タンパク質、抗体、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、酸化物、緩衝ヒドロゲル、ＰＶＣ、パリレン、ポリＡＣＥ、又はいずれかの他の生化学的活性材料を含みうる。機能化層７１６は、サンプル溶液７１８中のイオン、アナライト、又は他の分子若しくは副産物と相互作用するように構成されたｐＨ感受性層又はｐＨ活性層でありうる。たとえば、機能化層７１６は、サンプル溶液７１８中の水素イオン（Ｈ⁺）と相互作用可能なヒドロキシル基を含みうる。

【0166】

[0176] 第２の活性電極７０６及び外部参照電極７１０に結合されたパラメーターアナライザー１２０（又はパラメーターアナライザー１２０に結合された他のデバイス、たとえば、示されていないがコンピューティングデバイス１１６）は、外部参照電極７１０と第２の活性電極７０６との間の電位差を測定することによりサンプル溶液７１８のｐＨを決定可能である。

【0167】

[0177] パラメーターアナライザー１２０は、機能化層７１６とイオン、アナライト、又は他の分子を含有するサンプル溶液７１８との間の界面における平衡電位の相対的変化を測定可能である。パラメーターアナライザー１２０はまた、導体層７１４とイオン、アナライト、又は他の分子を含有するサンプル溶液７１８との間の界面における平衡電位の相対的変化を測定可能である。サンプル溶液７１８の溶液特性は、溶液中の感染因子のエネルギー使用、酸素の取込み若しくは放出、成長又は代謝に起因するイオン、アナライト、又は他の分子の量の変化に伴って変化可能である。たとえば、サンプル溶液７１８中の水素イオン（Ｈ⁺）の量は、溶液中の感染因子により行われる細胞活動の結果として変化可能である。平衡電位の変化は、外部参照電極７１０を基準にして測定可能である。こうした場合、パラメーターアナライザー１２０（又はパラメーターアナライザー１２０に結合されたコンピューティングデバイス１１６（示されていない））により測定されるのは、センサー７００の電気特性の相対的変化である。

【0168】

[0178] 図７Ｂは、本明細書に記載の方法及びシステムの一部として使用されるセンサー７００の他の一実施形態の模式図を例示する。図７Ｂのセンサー７００は、図１、２、及び４に示されるセンサー１２２のいずれかでありうるか又はそれらを意味しうる。

【0169】

[0179] センサー７００は、容器壁７０２と、基材層７０８上に位置決めされた第１の活性電極７０４及び第２の活性電極７０６と、同一基材層７０８上に位置決めされたオンチップ参照電極７２０と、を有する電気化学セルでありうるか又はそれを含みうる。２つの活性電極が図７Ｂに示されるが、３つ以上の活性電極又は複数の参照電極を１つの基材層上に位置決め可能であることが本開示により企図されるので、そのことを当業者は理解すべきである。

【0170】

[0180] 図７Ｂの容器壁７０２、第１の活性電極７０４、第２の活性電極７０６、及び基材層７０８は、それぞれ、図７Ａの容器壁７０２、第１の活性電極７０４、第２の活性電極７０６、及び基材層７０８と同一でありうる。サンプル溶液７１８は、オンチップ参照電極７２０、第１の活性電極７０４、及び第２の活性電極７０６に同時に流体連通しうるか又は他の形で暴露しうる。

【0171】

[0181] 図７Ｂに示されていないが、パッシベーション層は、オンチップ参照電極７２０上に配設しうるか又はそれをカバーしうる。パッシベーション層は、オンチップ参照電極７２０とサンプル溶液７１８中のレドックス活性種、アナライト、イオン、又は他の分子との相互作用を防止するように構成可能である。たとえば、パッシベーション層はｐＨ非感受性層でありうる。パッシベーション層は、シラン、自己組織化単分子層（ＳＡＭ）、緩衝ヒドロゲル、パリレン、ポリＡＣＥ、又はいずれかの他の生化学的不活性材料を含みうる。

【0172】

[0182] この実施形態では、パラメーターアナライザー１２０は、活性電極の導体層７１４に結合されたリード接続ワイヤーたとえば銅ワイヤーと、オンチップ参照電極７２０に接続された他のリード接続ワイヤーと、を有しうる。パラメーターアナライザー１２０は、第１の活性電極７０４と第２の活性電極７０６とオンチップ参照電極７２０といずれかの他の活性電極又は参照電極とに結合可能であり、且つ電極の各々からのシグナルを並行又は交互にマルチプレックス可能である。パラメーターアナライザー１２０はまた、オンチップ参照電極７２０又は活性電極に電圧又は電流を印加するために使用可能である。

【0173】

[0183] この及び他の実施形態では、図７Ｂに示されるセンサー７００は、図７Ａに示されるセンサー構成を小型化する。オンチップ参照電極７２０は、外部参照電極７１０などの外部参照電極の必要性を回避する。オンチップ参照電極７２０はまた、銀／塩化銀（Ａｇ／ＡｇＣｌ）電極でありうる。他の実施形態では、オンチップ参照電極７２０は、飽和カロメル参照電極（ＳＣＥ）又は銅－硫酸銅（ＩＩ）電極（ＣＳＥ）でありうるが、それらに限定されるものではない。オンチップ参照電極７２０は、外部参照電極７１０と類似の機能を提供する。

【0174】

[0184] 一実施形態では、導体層７１４は、オンチップ参照電極７２０として使用可能である。オンチップ参照電極７２０として機能する導体層７１４は、金属塩化物などの金属塩によりカバーされた金属でありうる。他の一実施形態では、オンチップ参照電極７２０として機能する導体層７１４はまた、酸化物によりカバーしうる。たとえば、導体層７１４は銀／塩化銀接点でありうる。いくつかの実施形態では、導体層７１４は、導体層７１４とサンプル溶液７１８中のレドックス活性種、アナライト、イオン、又は他の分子との相互作用を防止するために及び参照電極として作用させるために、ＫＣＬ電解質ゲルやＫＣＬ溶液などのパッシベーション層によりカバーしうる。他の実施形態では、オンチップ参照電極７２０は、カロメル電極のような小さな内部電位を安定化させる小型セルによりカバーしうる。

【0175】

[0185] 本明細書に記載及び例示される個別の変形形態又は実施形態の各々は、他の変形形態又は実施形態の任意のフィーチャーから容易に分離しうる又はそれらと容易に組み合わせうる離散したコンポーネント及びフィーチャーを有する。特定の状況、材料、物質組成、プロセス、プロセス行為、又は工程を本発明の目的、趣旨、又は範囲に適応させるために変更を加えうる。

【0176】

[0186] 本明細書に列挙された方法は、論理的に可能な列挙されたイベントのいずれかの順序さらにはイベントの列挙された順序で行いうる。たとえば、図に示されるフローチャート又はプロセスフローは、所望の結果を達成するために示された特定の順序を必要としない。さらに、所望の結果を達成するために追加の工程又は操作を提供しうるか又は工程又は操作を排除しうる。

【0177】

[0187] 本明細書に開示された方法の全部又は一部は、コンピューティングデバイス又は他のタイプの機械のプロセッサー又は処理ユニットにより可読又は実行可能な命令を含む非一過性機械可読又はアクセス可能な媒体で具現化しうることは、当業者であれば理解されよう。

【0178】

[0188] さらに、値の範囲が提供された場合、その範囲の上限と下限との間のすべての介在値及びその指定範囲内のいずれかの他の指定値又は介在値は、本発明の範囲内に包含される。また、記載された本発明の変形形態のいずれかの任意選択のフィーチャーは、独立して又は本明細書に記載のフィーチャーのいずれか１つ以上との組合せで規定又は特許請求しうる。

【0179】

[0189] 本明細書に挙げられるすべての既存の主題（たとえば、刊行物、特許、特許出願、及びハードウェア）は、主題が本発明のものと矛盾する場合（その場合、本明細書のものが優先するものとする）を除いてその全体が参照により本明細書に組み込まれる。参照されたアイテムは、単に本願の出願日前に開示されたものとして提供されているにすぎない。本明細書の記載内容は、先行発明に基づいて本発明がかかる資料に先行する権利が与えられないことを容認するとみなされるべきものではない。

【0180】

[0190] 単数形のアイテムの参照は、存在する同一のアイテムの複数形が存在する可能性を含む。より具体的には、本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形の「ａ」、「ａｎ」、「ｓａｉｄ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈上明確に規定されない限り複数形の参照を含む。いずれかの任意選択の要素を除外するように特許請求の範囲を策定しうることにさらに留意されたい。したがって、この記述は、特許請求要素の列挙又は「否定的」限定の使用との関連で、「単独」、「のみ」などのような排他的用語の使用の先行基礎として機能することが意図される。とくに定義がない限り、本明細書で用いられる科学技術用語はすべて、本発明が属する技術分野の当業者が通常理解しているものと同じ意味を有する。

【0181】

[0191] 本開示は、規定された特定の形態の範囲に限定することを意図するものではなく、本明細書に記載の変形形態又は実施形態の代替形態、修正形態、及び等価形態をカバーすることが意図される。さらに、本開示の範囲は、本開示を考慮して当業者に自明になりうる他の変形形態又は実施形態を十分に包含する。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】