CN103003412B - 空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法以及空中浮游菌捕集装置 - Google Patents

Abstract

本发明中，为了提供一种在一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在载体的表面的情况下，难以在载体上产生凹陷的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法，而将一面使收容了载体（2）的培养皿（3）旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴（1）上的喷嘴孔（11）吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在载体（2）的表面的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴（1）的喷嘴孔（11）按照一致随机数配置，使每单位面积的喷嘴孔（11）的密度一致。

Description

空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法以及空中浮游菌捕集装置

技术领域

本发明涉及用于利用捕集、培养在空气中浮游的细菌、真菌等微生物（下称“空中浮游菌”。），通过ATP计量，对菌的量进行计数，来测定生物洁净室、无菌食品、无菌充填饮料等的制造设备等的环境的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法以及空中浮游菌捕集装置。

背景技术

以往，为了测定生物洁净室、无菌食品、无菌充填饮料等的制造设备等的环境，捕集、培养空中浮游菌并通过ATP计量，对菌的量计数，因此，使用空中浮游菌捕集装置（例如，参见专利文献1）。

但是，上述专利文献1记载的空中浮游菌捕集装置为了解决以往的下述课题，而将喷嘴孔配置成一定间隔的格子状，以往的课题为，与处于被配置成同心圆状的捕集喷嘴的喷嘴孔的每单位面积的喷嘴孔的数不均相伴的在每单位面积通过的风量局部地不同，有在风量多的场所，培养基干燥，空中浮游菌的捕集率降低的倾向，且即使捕集了空中浮游菌，也不能成为培养后的菌落，另外，由于在喷嘴孔间的间隔狭窄的场所，捕集的空中浮游菌接近，所以，在培养了时，菌落重叠，不清楚实际的菌落数。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-300246号公报

但是，在将空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔配置成一定间隔的格子状的方法中，每单位面积的喷嘴孔的密度一定，具有能够进行一致的吸引的优点。

反之，在进行长时间的捕集的情况下，若从配置成格子状的喷嘴孔持续地吸引，则捕集空中浮游菌的载体，例如，琼脂培养基等中，载体的干燥仅在高速的气流吹到的喷嘴孔之下进行，水分减少了的载体的体积减少，在载体表面产生凹状的凹陷。

而且，在使为了进行长时间的捕集的情况的载体的干燥减少，而使载体旋转的情况下，因为在配置成格子状的喷嘴孔的配置中，多个喷嘴孔存在于同一轨迹上，所以，也存在在载体上由于干燥而产生同心圆状的槽的情况。

更详细地说明这种情况，通过算式式1，能够求出在将空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔在半径R的区域均等地配置N个孔的情况的格子间隔P。

[算式1]

$P=\frac{2R}{\sqrt{\frac{4N}{\mathrm{\π}}}}$     …（式1）

这里，式1表示图1所示的半径R的圆和与半径R的圆外切的一边为2R的正方形的面积比是正方形大出4/π。

为使密度相同而换算成正方形的喷嘴孔的数为

4N/π＝1.27N

1.27N的平方根为各边的喷嘴孔的数，一边为2R等间隔地配置的情况的间隔为式1的P。

但是，空中浮游菌捕集装置的吸引头的示意构造如图2所示，在收容了用于使空中浮游菌附着的载体2的培养皿3上隔开微小间隔配设的捕集喷嘴1上，以一定间隔的格子状配置喷嘴孔11。

而且，通过马达（省略图示）使培养皿3以旋转轴4为中心旋转。

若着眼于载体2的截面，则喷嘴孔11按照正方格子描绘4个以上且是4的整数倍的喷嘴孔以旋转轴为中心的同心圆的轨迹，仅在该轨迹的正下方部分，琼脂培养基的载体2干燥，产生同心圆状的凹陷。

图3表示喷嘴孔11和在载体2产生的凹陷21的关系。

图3中，凹陷21的深度为一定，但是，还是所通过的喷嘴孔11的数多到比4个多，为8个、12个的情况干燥发展，凹陷21变深。

作为产生凹陷21，深度随着捕集时间的经过而成长的弊端，存在若载体2的表面和喷嘴孔11的微小间隔变化，间隔变大，则因惯性而碰撞的空中浮游菌不与载体2碰撞，与空气一起在载体2的表面通过，空中浮游菌的捕集效率降低的情况。

本发明借鉴了上述以往的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法所具有的课题，以提供一种在一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在载体的表面的情况下，难以在载体上产生凹陷的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法以及空中浮游菌捕集装置为目的。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法是一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在前述载体的表面的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法，其特征在于，将喷嘴孔按照一致随机数配置，使每单位面积的喷嘴孔的密度一致。

在这种情况下，能够使用多个一致随机数的平均，将每单位面积的喷嘴孔的密度以正态分布配置。

另外，本发明的空中浮游菌捕集装置是一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌吸附在前述载体的表面的空中浮游菌捕集装置，其特征在于，将空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔按照一致随机数配置，使每单位面积的喷嘴孔的密度一致。

在这种情况下，能够使用多个一致随机数的平均，将每单位面积的喷嘴孔的密度以正态分布配置。

发明效果

根据本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法以及空中浮游菌捕集装置，通过将喷嘴孔按照一致随机数配置，使每单位面积的喷嘴孔的密度一致，能够在一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在载体的表面的情况下，难以在载体上产生凹陷，能够克服因在载体上产生凹陷而造成的空中浮游菌的捕集效率的降低。

另外，通过使用多个一致随机数的平均，将每单位面积的喷嘴孔的密度以正态分布配置，能够更切实地难以在载体上产生凹陷。

附图说明

图1是空中浮游菌捕集装置的收容了载体的培养皿的坐标轴的说明图。

图2是空中浮游菌捕集装置的吸引头的示意构造的说明图。

图3是表示喷嘴孔和在载体上产生的凹陷的关系的说明图。

图4是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的一例的流程图。

图5是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的一例，（a）是表示使半径20mm的圆中产生200个喷嘴孔的计算例，（b）是表示将X轴的坐标以5mm的等级划分的频数分布。

图6是平均间隔和领域的说明图。

图7是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的考虑了平均间隔和领域的情况的一例的流程图。

图8是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的正态分布的情况的一例的流程图。

图9是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的正态分布的情况的一例，（a）是表示使半径20mm的圆中产生200个喷嘴孔的计算例，（b）是表示将X轴的坐标以5mm的等级划分的频数分布。

图10是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的以正态分布使坐标平行移动了的情况的一例的流程图。

图11是表示以正态分布将半径方向的分布变换了的情况的分布的说明图。

图12是表示本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的以正态分布使坐标平行移动了的情况的一例，（a）是表示使半径20mm的圆中产生200个喷嘴孔的计算例，（b）是表示将X轴的坐标以5mm的等级划分的频数分布。

具体实施方式

下面，说明本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法以及空中浮游菌捕集装置的实施方式。

应用该空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法的空中浮游菌捕集装置与以往的空中浮游菌捕集装置相同，如图2所示，在收容了用于使空中浮游菌附着的载体2的培养皿3上隔开微小间隔配设的捕集喷嘴1上，以一定间隔的格子状配置喷嘴孔11。

而且，通过马达（省略图示）使培养皿3以旋转轴4为中心旋转。

而且，在使用该空中浮游菌捕集装置捕集空中浮游菌时，一面使收容了载体2的培养皿3旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴1上的喷嘴孔11吸引的空气中所含的空中浮游菌吸附在载体2的表面。

但是，在该空中浮游菌捕集装置中，将捕集喷嘴1的喷嘴孔11配置如下。

如图1所示，以收容了载体2的培养皿3的旋转中心为原点，做出x轴和y轴的坐标轴。

使配置喷嘴孔11的区域的半径为R。

在图4所示的流程图中，对将喷嘴孔11以随机数配置的方法进行说明。

在从-R到R的实数产生随机数，将它作为X和Y。判定该X和Y是否处于半径R的圆的区域中，在之外的情况下，再次从产生随机数开始，重新进行。在是圆的内侧还是外侧可通过式2以及式3轻易地判定。即、在满足式2的情况下，在圆的外侧，在满足式3的情况下，在圆的内侧。

X²+Y²＞R²...（式2）

X²+Y²≤R²...（式3）

反复进行，直至得到N个X坐标和Y坐标。

图5（a）所示的图表是表示作为一例，使半径20mm的圆中产生200个喷嘴孔的计算例，图5（b）所示的图表是将X轴的坐标以5mm的等级划分的频数分布。

这里，图5（b）所示的图表是表示判别圆的区域前的X的值的频数分布。这是由于判别了圆后的坐标具有不一致的分布，所以，为了易于理解说明，而表示判别前的频数分布。

随机数的产生按照随机数表或者表计算软件的随机数产生功能，一般是0到1的随机数。在将它的范围从-R扩展到R的情况下，若从0到1的随机数减去0.5，将其结果加倍，则成为-1到+1的随机数。若乘以2R，则能够将范围从-R扩展到+R。

据此，能够将喷嘴孔11以一致随机数配置，使每单位面积的喷嘴孔11的密度一致，但是，由此，在使收容了载体2的培养皿3旋转了时，成为相同的半径的概率比几何对称的格子配置小，具有降低凹陷向特定的场所集中的弊端的效果。

以该得到的坐标为基础，在图5（a）所示的图表中的例如，被分割为5mm的区段的小区域中，在使相邻的喷嘴孔11的间隔接近机械的工作界限以下的情况下，再次将间隔配置在一定以上。这还有助于使喷嘴孔11的密度一定。

因此，为了规定喷嘴孔11的相邻的最小间隔，而决定各喷嘴孔11的领域T。

领域T为图6所示的平均间隔P’（参见下述式4。在式1的情况下为P。）的区域，在该范围内，按照随机数使位置分散。

[算式2]

$P^{\′}=\frac{2R}{\sqrt{\frac{4R}{\mathrm{\π}}}+T}$ …（式4）

将在图4的流程图中考虑了平均间隔P’和领域T的修正流程图表示在图7。

若使对领域进行规定的T的值为0，则计算方法与图4的流程图等效。

在前面决定平均间隔P’的优先点处于、在T不为0时为能够保证在平均间隔中必须配置1个喷嘴孔11的点，就喷嘴孔11的密度的不均分布而言，能够消除平均间隔以下的不均分布。

对于T的值，调整并决定T的值，作为与相邻区间的间隔，空出喷嘴孔11的2～5倍左右。作为一例，若喷嘴孔的径为直径0.5mm，则相邻的最低间隔作为T规定直径的3倍，也就是1.5mm以上的工作界限。

另外，作为随机数的性质，通过产生多个随机数，取其平均，将分布变换为正态分布。这在数学中可通过中心极限定理说明。

正态分布的情况的流程图表示在图8。

在这种情况下，除产生1个随机数变为产生多个随机数外，与图4所示的流程图相同。

正态分布的标准偏差能够通过在对X和Y的坐标取随机数的平均时，乘以一定的计数和调整平均次数，使正态分布的任意的区间纳入半径R的圆。

图9（a）所示的图表是作为正态分布的情况的一例，使半径20mm的圆中产生200个喷嘴孔的计算例，图9（b）所示的图表是表示将X轴的坐标按照5mm的等级划分的频数分布。

但是，虽然在正态分布中，收容了载体2的培养皿3的中心部分的喷嘴孔11的密度增大，但是，提高周边部分的密度能够通过像图10的流程图所示那样，在X和Y的坐标中，利用正负判别，使坐标平行移动，而像图11所示那样，将在正态分布中中心的密度高的分布的中心变换到半径R的位置，将半径R的分布变换到中心，得到中央部分的密度低的分布。

图12（a）所示的图表是作为在正态分布中使坐标平行移动的情况的一例，使半径20mm的圆中产生200个喷嘴孔的计算例，图12（b）所示的图表是表示将X轴的坐标按照5mm的等级划分的频数分布。

上面，根据多个实施例，对本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法进行了说明，但本发明并不限定于上述实施例记载的结构，能够将各实施例记载的结构恰当地组合等，在不脱离其主旨的范围内，恰当地变更其结构。

产业上利用的可能性

本发明的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法由于具有在一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在载体的表面的情况下，也能够难以在载体上产生凹陷这样的特性，所以，能够合适地用于上述方式的空中浮游菌捕集装置的用途。

符号说明

1：捕集喷嘴；11：喷嘴孔；2：载体；3：培养皿；4：旋转轴。

Claims (2)

1.一种空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法，是一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌附着在前述载体的表面的空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔的配置方法，其特征在于，对于喷嘴孔，使用多个一致随机数的平均，将每单位面积的喷嘴孔的密度以正态分布配置，使每单位面积的喷嘴孔的密度一致。

2.一种空中浮游菌捕集装置，是一面使收容了载体的培养皿旋转，一面通过惯性法使从形成在捕集喷嘴上的喷嘴孔吸引的空气中所含的空中浮游菌吸附在前述载体的表面的空中浮游菌捕集装置，其特征在于，对于空中浮游菌捕集装置的捕集喷嘴的喷嘴孔，使用多个一致随机数的平均，将每单位面积的喷嘴孔的密度以正态分布配置，使每单位面积的喷嘴孔的密度一致。