JP2000350573A - 微生物濃度濃縮装置 - Google Patents
微生物濃度濃縮装置Info
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- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
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- Biomedical Technology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定量性が良く、微生物の増殖時間に比べて短
時間に、簡単な作業で安価に微生物濃度を濃縮する技術
を提供する。 【解決手段】 検体菌液に接する少なくとも３本以上の
電極に、電気分解以下の電圧を順次一定の方向に走引印
加することを特徴とする微生物濃度濃縮装置。
時間に、簡単な作業で安価に微生物濃度を濃縮する技術
を提供する。 【解決手段】 検体菌液に接する少なくとも３本以上の
電極に、電気分解以下の電圧を順次一定の方向に走引印
加することを特徴とする微生物濃度濃縮装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微生物センサーな
どの使用の前段階において用いる微生物濃縮装置に関す
る。
どの使用の前段階において用いる微生物濃縮装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来から、微生物の検出に関して多くの
改良がなされてきた。その最大の改良は検出感度の向上
である。しかし、微生物による人への被害が認められる
濃度と検出感度の間にはまだ開きがあり、検出感度のさ
らなる向上が求められている。そこで、例えば検体溶液
中の微生物濃度を濃縮することによって検出感度を向上
させる方法が検討されてきた。このような方法のなかで
最も広く行われる方法は、濾過と再分散により微生物濃
度を濃縮する方法である。しかし、濾材に吸着されて再
分散時に再抽出されない微生物があり、このような微生
物を定量化しにくいという問題があった。また、前記技
術分野においては、定量性が良く、微生物の増殖時間に
比べて短時間に、簡単な作業で安価に微生物濃度を濃縮
する技術が望まれていた。さらに、濃縮の際に使用した
材料などの廃棄処理に関しても、安価かつ容易で、廃棄
時に環境を汚染しにくい材料が望まれていた。
改良がなされてきた。その最大の改良は検出感度の向上
である。しかし、微生物による人への被害が認められる
濃度と検出感度の間にはまだ開きがあり、検出感度のさ
らなる向上が求められている。そこで、例えば検体溶液
中の微生物濃度を濃縮することによって検出感度を向上
させる方法が検討されてきた。このような方法のなかで
最も広く行われる方法は、濾過と再分散により微生物濃
度を濃縮する方法である。しかし、濾材に吸着されて再
分散時に再抽出されない微生物があり、このような微生
物を定量化しにくいという問題があった。また、前記技
術分野においては、定量性が良く、微生物の増殖時間に
比べて短時間に、簡単な作業で安価に微生物濃度を濃縮
する技術が望まれていた。さらに、濃縮の際に使用した
材料などの廃棄処理に関しても、安価かつ容易で、廃棄
時に環境を汚染しにくい材料が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、簡素な構成を有し、検体菌液中の微生物濃度を
濃縮することのできる微生物濃度濃縮装置を提供するこ
とにある。
目的は、簡素な構成を有し、検体菌液中の微生物濃度を
濃縮することのできる微生物濃度濃縮装置を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、検体菌液に接
する少なくともｎ（ｎ≧３）個の電極、前記電極を配置
した基材、および前記検体菌液が電気分解しない範囲の
電圧を前記各電極に順次掃引印加する回路を具備し、前
記検体菌液中の微生物を電気泳動により一定の方向に移
動させ、微生物濃度の高い検体菌液とする微生物濃度濃
縮装置に関する。この場合、前記電極が渦巻き型電極で
あり、かつ前記基材が平面状基材であり、前記電極の外
側の端部から内側の端部までが互いに重ならず同じ中心
点に向かうように、前記電極を前記平面部分上に配置し
てなるのが好ましい。また、前記電極がらせん型電極で
あり、かつ前記基材が柱状基材であり、前記電極の上側
の端部から下側の端部までが互いに重ならないように、
前記電極を前記柱状部分の側面に配置してもよい。ま
た、前記電極がシート状多孔質電極であり、かつ前記基
材がシート状多孔質スペーサであり、各積層体の電極端
部が重ならず前記電極およびスペーサの順になるよう
に、前記電極とスペーサとの積層体をｎ（ｎ≧３）個積
層し、捲回して構成してもよい。
する少なくともｎ（ｎ≧３）個の電極、前記電極を配置
した基材、および前記検体菌液が電気分解しない範囲の
電圧を前記各電極に順次掃引印加する回路を具備し、前
記検体菌液中の微生物を電気泳動により一定の方向に移
動させ、微生物濃度の高い検体菌液とする微生物濃度濃
縮装置に関する。この場合、前記電極が渦巻き型電極で
あり、かつ前記基材が平面状基材であり、前記電極の外
側の端部から内側の端部までが互いに重ならず同じ中心
点に向かうように、前記電極を前記平面部分上に配置し
てなるのが好ましい。また、前記電極がらせん型電極で
あり、かつ前記基材が柱状基材であり、前記電極の上側
の端部から下側の端部までが互いに重ならないように、
前記電極を前記柱状部分の側面に配置してもよい。ま
た、前記電極がシート状多孔質電極であり、かつ前記基
材がシート状多孔質スペーサであり、各積層体の電極端
部が重ならず前記電極およびスペーサの順になるよう
に、前記電極とスペーサとの積層体をｎ（ｎ≧３）個積
層し、捲回して構成してもよい。
【０００５】前記回路は、前記ｎ個の電極の第１の電極
に微生物泳動に対し正電圧を印加し、第２の電極に微生
物泳動に対し正電圧を印加すると同時に前記第１の電極
に微生物泳動に対し負電圧を印加し、・・・・・・第ｎ
の電極に微生物泳動に対し正電圧を印加すると同時に第
（ｎ−１）〜１の電極に微生物泳動に対し負電圧を印加
し、さらに前記第１の電極に微生物泳動に対し正電圧を
印加すると同時に第ｎ〜２の電極に微生物泳動に対し負
電圧を印加する掃引印加を行い、微生物を第１の電極か
ら第ｎの電極に向けて泳動させるのが好ましい。また、
前記回路が、泳動する微生物距離に換算して１００μｍ
／ｓｅｃ以下の速度で、前記電極に電圧を掃引印加する
のが好ましい。また、前記電極を配置した基材を複数個
有するのが好ましい。また、前記各電極が対電極を構成
していてもよい。
に微生物泳動に対し正電圧を印加し、第２の電極に微生
物泳動に対し正電圧を印加すると同時に前記第１の電極
に微生物泳動に対し負電圧を印加し、・・・・・・第ｎ
の電極に微生物泳動に対し正電圧を印加すると同時に第
（ｎ−１）〜１の電極に微生物泳動に対し負電圧を印加
し、さらに前記第１の電極に微生物泳動に対し正電圧を
印加すると同時に第ｎ〜２の電極に微生物泳動に対し負
電圧を印加する掃引印加を行い、微生物を第１の電極か
ら第ｎの電極に向けて泳動させるのが好ましい。また、
前記回路が、泳動する微生物距離に換算して１００μｍ
／ｓｅｃ以下の速度で、前記電極に電圧を掃引印加する
のが好ましい。また、前記電極を配置した基材を複数個
有するのが好ましい。また、前記各電極が対電極を構成
していてもよい。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の微生物濃度濃縮装置は、
検体菌液に接する少なくともｎ（ｎ≧３）個の電極、前
記電極を配置した基材、および前記検体菌液が電気分解
しない範囲の電圧を前記各電極に順次一定の方向に掃引
印加する回路を具備し、前記検体菌液中の微生物を前記
基材上を移動させ、微生物濃度の高い検体菌液を得るこ
とができるものである。この微生物濃度濃縮装置は、検
体菌液中の微生物の濃度を検出するために用いられるも
のであり、微生物濃度測定システムの一部に用いられ
る。ここで、図１に、本発明の微生物濃度濃縮装置の構
成を概念的に示す模式図を示す。図１に示すように、本
発明の微生物濃度濃縮装置は、検体溶液部、濃縮検体溶
液部および微生物濃度濃縮部の溶液系、ならびに微生物
濃度濃縮部の電極に電圧を掃引印加する回路部からな
る。
検体菌液に接する少なくともｎ（ｎ≧３）個の電極、前
記電極を配置した基材、および前記検体菌液が電気分解
しない範囲の電圧を前記各電極に順次一定の方向に掃引
印加する回路を具備し、前記検体菌液中の微生物を前記
基材上を移動させ、微生物濃度の高い検体菌液を得るこ
とができるものである。この微生物濃度濃縮装置は、検
体菌液中の微生物の濃度を検出するために用いられるも
のであり、微生物濃度測定システムの一部に用いられ
る。ここで、図１に、本発明の微生物濃度濃縮装置の構
成を概念的に示す模式図を示す。図１に示すように、本
発明の微生物濃度濃縮装置は、検体溶液部、濃縮検体溶
液部および微生物濃度濃縮部の溶液系、ならびに微生物
濃度濃縮部の電極に電圧を掃引印加する回路部からな
る。
【０００７】電極の数としては３つ以上であれば特に制
限はないが、以下に、電極の数が３個の場合に代表させ
て、本発明の微生物濃度濃縮装置の動作原理について説
明する。まず、前記のような構成にしたがって配置され
た電極に、検体菌液が電気分解しない程度の電圧を印加
する。この電気分解しない程度の電圧は、電極と検体を
含む溶媒または培地との間で決定される。このような電
圧をかけることにより、検体菌液を電気分解により劣化
させることなく、負の電荷を帯びた微生物を電気泳動に
より移動させることができる。すなわち、電極の一方を
負、他方を正とすることにより、負の部分から正の部分
に向けて微生物を泳動させることができるのである。そ
の結果として微生物濃度が濃縮された検体菌液を得るこ
とができるのである。
限はないが、以下に、電極の数が３個の場合に代表させ
て、本発明の微生物濃度濃縮装置の動作原理について説
明する。まず、前記のような構成にしたがって配置され
た電極に、検体菌液が電気分解しない程度の電圧を印加
する。この電気分解しない程度の電圧は、電極と検体を
含む溶媒または培地との間で決定される。このような電
圧をかけることにより、検体菌液を電気分解により劣化
させることなく、負の電荷を帯びた微生物を電気泳動に
より移動させることができる。すなわち、電極の一方を
負、他方を正とすることにより、負の部分から正の部分
に向けて微生物を泳動させることができるのである。そ
の結果として微生物濃度が濃縮された検体菌液を得るこ
とができるのである。
【０００８】各電極への電圧の印加の方法についてさら
に詳しく説明する。電圧の印加は、各電極に沿って微生
物を一定の方向に泳動させるために、一定のインターバ
ルをおいて順に行うのが好ましい。したがって、パルス
状の電位をかけるのが好ましい。図２は、本発明の微生
物濃度濃縮装置において、回路が各電極に電圧を掃引印
加する方法を示す図である。電極は、微生物を泳動させ
る方向にそれぞれ順に第１の電極、第２の電極、第３の
電極とし、第１の電極、第２の電極、第３の電極の順に
印加し、その後再び第１の電極に電圧を印加し、順次第
２の電極、第３の電極と繰り返されるものである。ひと
つの電極に印加してからつぎの電極に印加するまでの時
間、すなわち掃引速度は、電極の間隔、電極の太さなど
により異なるが、実質的には泳動する微生物の速度より
低くする必要がある。本発明者は、実験の結果、本発明
の微生物濃縮装置において泳動される微生物の速さは１
００μｍ／ｓｅｃ以下であることから、印加掃引速度を
実質的に１００μｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、目
的とする微生物を回収率良く泳動させることができるこ
とを見出した。
に詳しく説明する。電圧の印加は、各電極に沿って微生
物を一定の方向に泳動させるために、一定のインターバ
ルをおいて順に行うのが好ましい。したがって、パルス
状の電位をかけるのが好ましい。図２は、本発明の微生
物濃度濃縮装置において、回路が各電極に電圧を掃引印
加する方法を示す図である。電極は、微生物を泳動させ
る方向にそれぞれ順に第１の電極、第２の電極、第３の
電極とし、第１の電極、第２の電極、第３の電極の順に
印加し、その後再び第１の電極に電圧を印加し、順次第
２の電極、第３の電極と繰り返されるものである。ひと
つの電極に印加してからつぎの電極に印加するまでの時
間、すなわち掃引速度は、電極の間隔、電極の太さなど
により異なるが、実質的には泳動する微生物の速度より
低くする必要がある。本発明者は、実験の結果、本発明
の微生物濃縮装置において泳動される微生物の速さは１
００μｍ／ｓｅｃ以下であることから、印加掃引速度を
実質的に１００μｍ／ｓｅｃ以下とすることにより、目
的とする微生物を回収率良く泳動させることができるこ
とを見出した。
【０００９】また、濃縮の対象である微生物は、電圧を
かけると電気泳動により移動し得るものである。例えば
大腸菌、黄色ブドウ球菌などがあげられる。さらに、電
極を構成する材料としては、従来から用いられるもので
あってよく、例えばアルミ箔、銅箔、銅メッシュ、スポ
ンジメタル、炭素繊維、カーボンメッシュなどがあげら
れる。また、基材を構成する材料としては、例えばガラ
ス板、ガラス製マット、ポリプロピレン不織布、ポリエ
ステル不織布などの絶縁性材料を用いることができる。
以下に、実施の形態を用いて本発明をより具体的に説明
するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。
かけると電気泳動により移動し得るものである。例えば
大腸菌、黄色ブドウ球菌などがあげられる。さらに、電
極を構成する材料としては、従来から用いられるもので
あってよく、例えばアルミ箔、銅箔、銅メッシュ、スポ
ンジメタル、炭素繊維、カーボンメッシュなどがあげら
れる。また、基材を構成する材料としては、例えばガラ
ス板、ガラス製マット、ポリプロピレン不織布、ポリエ
ステル不織布などの絶縁性材料を用いることができる。
以下に、実施の形態を用いて本発明をより具体的に説明
するが、本発明はこれらのみに限定されるものではな
い。
【００１０】《実施の形態１》図３は、渦巻き型電極を
用いた本発明の微生物濃度濃縮装置の要部の構成を示す
概略斜視図である。ここでは、３つの電極を用いてい
る。この実施の形態においては、前記電極が渦巻き型電
極であり、かつ前記基材が平面状基材である。そして、
前記電極の外側の端部から内側の端部までが互いに重な
らず同じ中心に向かうように、前記電極が前記平面状基
材上に配置されている。図３に示すように、例えばガラ
ス板などの絶縁性材料からなる基材１に、渦巻き型の電
極２、３および４が配置されている。この基材は、微生
物が通過できる多孔質材料で構成されていてもよい。ま
た、渦巻き型電極が配置され得る平面部分を有していれ
ばよく、その形状としては、円形状であっても方形状で
あっても構わない。各電極の外側の端部２ａ、３ａおよ
び４ａから内側の端部２ｂ、３ｂおよび４ｂまで、互い
に重ならないように配置されている。すなわち、各電極
は、基材１の外周の一端に電極取り出し口となる端部２
ａ、３ａおよび４ａが設けられた構造で、互いに接触す
ることなく配置されている。そして、各電極は同じ中心
（ここでは微生物出口５）に向かっている。
用いた本発明の微生物濃度濃縮装置の要部の構成を示す
概略斜視図である。ここでは、３つの電極を用いてい
る。この実施の形態においては、前記電極が渦巻き型電
極であり、かつ前記基材が平面状基材である。そして、
前記電極の外側の端部から内側の端部までが互いに重な
らず同じ中心に向かうように、前記電極が前記平面状基
材上に配置されている。図３に示すように、例えばガラ
ス板などの絶縁性材料からなる基材１に、渦巻き型の電
極２、３および４が配置されている。この基材は、微生
物が通過できる多孔質材料で構成されていてもよい。ま
た、渦巻き型電極が配置され得る平面部分を有していれ
ばよく、その形状としては、円形状であっても方形状で
あっても構わない。各電極の外側の端部２ａ、３ａおよ
び４ａから内側の端部２ｂ、３ｂおよび４ｂまで、互い
に重ならないように配置されている。すなわち、各電極
は、基材１の外周の一端に電極取り出し口となる端部２
ａ、３ａおよび４ａが設けられた構造で、互いに接触す
ることなく配置されている。そして、各電極は同じ中心
（ここでは微生物出口５）に向かっている。
【００１１】なお、電極は、同一平面上になくても対極
する位置に立体的に配置することも可能である。例え
ば、平面状基材上の渦巻き型電極が空間を挟んで互いに
向き合うように、前記渦巻き型電極を設けた平面状基材
を２枚配置し、その空間において検体菌液の微生物濃度
を濃縮させることもできる。すなわち、前記電極は対電
極を構成していてもよい。
する位置に立体的に配置することも可能である。例え
ば、平面状基材上の渦巻き型電極が空間を挟んで互いに
向き合うように、前記渦巻き型電極を設けた平面状基材
を２枚配置し、その空間において検体菌液の微生物濃度
を濃縮させることもできる。すなわち、前記電極は対電
極を構成していてもよい。
【００１２】この微生物濃度濃縮装置の動作原理は、前
述のとおりであり、各電極に順に電圧を印加する前記掃
引速度を制御することにより、渦巻き型電極の外周部分
からから渦巻き型電極の中心へ微生物を移動することが
できる。これにより、検体菌液中の微生物のみを微生物
出口５に移動させることができ、その結果として微生物
濃度が濃縮された検体菌液を得ることができるのであ
る。なお、渦巻き型電極の中心部に、微生物出口５を設
けることで、渦巻き型電極の外周と内周の比、すなわち
外周および内周の直径の比に等しい濃縮率が理論上得ら
れる。
述のとおりであり、各電極に順に電圧を印加する前記掃
引速度を制御することにより、渦巻き型電極の外周部分
からから渦巻き型電極の中心へ微生物を移動することが
できる。これにより、検体菌液中の微生物のみを微生物
出口５に移動させることができ、その結果として微生物
濃度が濃縮された検体菌液を得ることができるのであ
る。なお、渦巻き型電極の中心部に、微生物出口５を設
けることで、渦巻き型電極の外周と内周の比、すなわち
外周および内周の直径の比に等しい濃縮率が理論上得ら
れる。
【００１３】また、本発明者は、鋭意検討の結果、この
実施の形態１に示す微生物濃度濃縮装置は、例えば以下
の条件で作動させるのが好ましいことを見出した。 印加電圧 ０．７Ｖ／電極間 電極間距離 ８６μｍ（最大１００μｍ） 菌移動距離 ２０μｍ／ｓｅｃ 菌移動方向 陽極の方向（電圧印加時） 電極材料 アルミ箔、銅箔 基材 ガラス板
実施の形態１に示す微生物濃度濃縮装置は、例えば以下
の条件で作動させるのが好ましいことを見出した。 印加電圧 ０．７Ｖ／電極間 電極間距離 ８６μｍ（最大１００μｍ） 菌移動距離 ２０μｍ／ｓｅｃ 菌移動方向 陽極の方向（電圧印加時） 電極材料 アルミ箔、銅箔 基材 ガラス板
【００１４】さらに優れた微生物濃縮効果を得るため、
図４に示すような実施の形態も考えられる。図４は、図
３に示す渦巻き型電極を配置した平面上基材を複数個積
層してなる本発明の微生物濃度濃縮装置の一部切り欠き
概略斜視図である。図４に示す実施の形態においては、
図３に示す渦巻き型電極を配置した平面状基材を複数個
積層し、中心の微生物出口５に電極となる中空芯材５’
を設けたものである。そして、外周を筒体６で覆う。そ
して、この中空芯材５’に溝または孔（図示せず。）な
どを設けて、電気泳動により移動した微生物を、例えば
芯材５’の下部に設けた容器（図示せず。）に回収して
もよい。また、検体菌液を導入するために、例えば筒体
６のさらに外側に鞘状体を設置し、筒体６に内部に通ず
る孔などを設け、検体菌液導入部を構成してもよい。筒
体６と分離した検体菌液導入装置を別途設けてもよい。
なお、この場合、微生物の集まる中空芯材５’が正の電
荷を帯び、筒体６が負の電荷を帯びるようにすればよ
い。このような態様によれば、前述した微生物濃度測定
システムにおいて、本発明の微生物濃度濃縮装置の効果
をさらに向上させることができる。
図４に示すような実施の形態も考えられる。図４は、図
３に示す渦巻き型電極を配置した平面上基材を複数個積
層してなる本発明の微生物濃度濃縮装置の一部切り欠き
概略斜視図である。図４に示す実施の形態においては、
図３に示す渦巻き型電極を配置した平面状基材を複数個
積層し、中心の微生物出口５に電極となる中空芯材５’
を設けたものである。そして、外周を筒体６で覆う。そ
して、この中空芯材５’に溝または孔（図示せず。）な
どを設けて、電気泳動により移動した微生物を、例えば
芯材５’の下部に設けた容器（図示せず。）に回収して
もよい。また、検体菌液を導入するために、例えば筒体
６のさらに外側に鞘状体を設置し、筒体６に内部に通ず
る孔などを設け、検体菌液導入部を構成してもよい。筒
体６と分離した検体菌液導入装置を別途設けてもよい。
なお、この場合、微生物の集まる中空芯材５’が正の電
荷を帯び、筒体６が負の電荷を帯びるようにすればよ
い。このような態様によれば、前述した微生物濃度測定
システムにおいて、本発明の微生物濃度濃縮装置の効果
をさらに向上させることができる。
【００１５】《実施の形態２》図５は、らせん型電極を
用いた本発明の微生物濃度濃縮装置の要部の構成を示す
概略斜視図である。この実施の形態にかかる微生物濃度
濃縮装置は、前記電極がらせん型電極であり、かつ前記
基材が柱状基材であり、前記電極の上側の端部から下側
の端部までが互いに重ならないように、前記電極を前記
柱状部分の側面に配置したものである。図５に示すよう
に、３本のらせん型電極８、９および１０を、上側の端
部８ａ、９ａおよび１０ａから下側の端部（図示せ
ず。）に向かって、互いに重なることなく。円柱状の基
材７の側面に配置されている。ここでは、柱状の基材と
して、円柱状の基材７を示したが、例えば角柱状および
円柱状などの基材であってもよい。また、中空であって
もよい。基材を構成する材料としては、前述の実施の形
態１で示したものと同じでよい。例えば、基材の内面を
微生物が通過できるように、前記基材を多孔質材料で構
成し、中空としてもよい。
用いた本発明の微生物濃度濃縮装置の要部の構成を示す
概略斜視図である。この実施の形態にかかる微生物濃度
濃縮装置は、前記電極がらせん型電極であり、かつ前記
基材が柱状基材であり、前記電極の上側の端部から下側
の端部までが互いに重ならないように、前記電極を前記
柱状部分の側面に配置したものである。図５に示すよう
に、３本のらせん型電極８、９および１０を、上側の端
部８ａ、９ａおよび１０ａから下側の端部（図示せ
ず。）に向かって、互いに重なることなく。円柱状の基
材７の側面に配置されている。ここでは、柱状の基材と
して、円柱状の基材７を示したが、例えば角柱状および
円柱状などの基材であってもよい。また、中空であって
もよい。基材を構成する材料としては、前述の実施の形
態１で示したものと同じでよい。例えば、基材の内面を
微生物が通過できるように、前記基材を多孔質材料で構
成し、中空としてもよい。
【００１６】なお、らせん型電極は、同一平面上になく
ても同心円上に立体的に配置することも可能である。例
えば、径の異なる２つの中空円柱を基材として用い、小
さい径の円柱状基材Ａの外側面にらせん型電極を設け
る。大きい径の円柱状基材Ｂには、その内側面にらせん
型電極を設ける。そして、円柱状基材Ａを円柱状基材Ｂ
の内部に設置して２つの基材のあいだに空間を形成し、
この空簡において検体菌液の微生物濃度の濃縮を行うこ
とができる。このように、前記電極は対電極を構成して
いてもよい。
ても同心円上に立体的に配置することも可能である。例
えば、径の異なる２つの中空円柱を基材として用い、小
さい径の円柱状基材Ａの外側面にらせん型電極を設け
る。大きい径の円柱状基材Ｂには、その内側面にらせん
型電極を設ける。そして、円柱状基材Ａを円柱状基材Ｂ
の内部に設置して２つの基材のあいだに空間を形成し、
この空簡において検体菌液の微生物濃度の濃縮を行うこ
とができる。このように、前記電極は対電極を構成して
いてもよい。
【００１７】この微生物濃度濃縮装置においては、前述
のように、電圧を印加する前記掃引速度を適宜制御する
ことにより、柱状基材の一端から他端まで、らせん型電
極に沿って微生物を移動させることができる。また、柱
状基材の一端に検体菌液導入部（図示せず。）を設け、
また他端に微生物出口（図示せず。）を設けることで、
効率のよい微生物濃縮を達成することができる。さら
に、具体的な作動条件については、前記実施の形態１と
同じでよい。
のように、電圧を印加する前記掃引速度を適宜制御する
ことにより、柱状基材の一端から他端まで、らせん型電
極に沿って微生物を移動させることができる。また、柱
状基材の一端に検体菌液導入部（図示せず。）を設け、
また他端に微生物出口（図示せず。）を設けることで、
効率のよい微生物濃縮を達成することができる。さら
に、具体的な作動条件については、前記実施の形態１と
同じでよい。
【００１８】《実施の形態３》図６は、シート状多孔質
電極を用いた本発明の微生物濃度濃縮装置の要部の構成
を示す概略斜視図である。この実施の形態にかかる微生
物濃度濃縮装置は、前記電極がシート状多孔質電極であ
り、かつ前記基材がシート状多孔質スペーサであり、各
積層体の電極端部が重ならず前記電極およびスペーサの
順になるように、前記電極とスペーサとの積層体をｎ
（ｎ≧３）個積層し、捲回してなるものである。シート
状多孔質電極１１、１２および１３はそれぞれ微生物が
透過できる孔を多数有するものであり、電極間に設けら
れた微生物透過可能なシート状多孔質スペーサ１４、１
５および１６とともに積層、捲回された構造を有する。
すなわち、各電極１１、１２および１３は互いに接触す
ることなく、外周の一端に電極取り出し口１１ａ、１２
ａおよび１３ａが設けられている。
電極を用いた本発明の微生物濃度濃縮装置の要部の構成
を示す概略斜視図である。この実施の形態にかかる微生
物濃度濃縮装置は、前記電極がシート状多孔質電極であ
り、かつ前記基材がシート状多孔質スペーサであり、各
積層体の電極端部が重ならず前記電極およびスペーサの
順になるように、前記電極とスペーサとの積層体をｎ
（ｎ≧３）個積層し、捲回してなるものである。シート
状多孔質電極１１、１２および１３はそれぞれ微生物が
透過できる孔を多数有するものであり、電極間に設けら
れた微生物透過可能なシート状多孔質スペーサ１４、１
５および１６とともに積層、捲回された構造を有する。
すなわち、各電極１１、１２および１３は互いに接触す
ることなく、外周の一端に電極取り出し口１１ａ、１２
ａおよび１３ａが設けられている。
【００１９】この実施の形態にかかる微生物濃度濃縮装
置の動作原理は、前述のとおりであり、前記電極に電圧
を印加する前記掃引速度を適宜制御することにより、渦
巻き状に現れているシート状電極の外周部分から中心部
分へ微生物を移動させることができる。この場合、渦巻
きの中心部分に、例えば微生物出口となる筒材（図示せ
ず。）を設けることで、渦巻き外周と渦巻き内周の比、
すなわち外周および内周の直径の比に等しい濃縮率が理
論上得られる。なお、この場合の、電極であるシート状
多孔質電極を構成する材料としては、例えば銅メッシ
ュ、スポンジメタル、カーボンメッシュなどがあげられ
る。また、基材であるシート状多孔質スペーサを構成す
る材料としては、例えばポリプロピレン不織布およびポ
リエステル不織布などがあげられる。
置の動作原理は、前述のとおりであり、前記電極に電圧
を印加する前記掃引速度を適宜制御することにより、渦
巻き状に現れているシート状電極の外周部分から中心部
分へ微生物を移動させることができる。この場合、渦巻
きの中心部分に、例えば微生物出口となる筒材（図示せ
ず。）を設けることで、渦巻き外周と渦巻き内周の比、
すなわち外周および内周の直径の比に等しい濃縮率が理
論上得られる。なお、この場合の、電極であるシート状
多孔質電極を構成する材料としては、例えば銅メッシ
ュ、スポンジメタル、カーボンメッシュなどがあげられ
る。また、基材であるシート状多孔質スペーサを構成す
る材料としては、例えばポリプロピレン不織布およびポ
リエステル不織布などがあげられる。
【００２０】《実施の形態４》上記実施の形態３に示し
た電極を配置した基材を複数作製し、それぞれの電極に
設けた取り出し部１１ａ、１２ａおよび１３ａを連結さ
せ、電極を配置した基材を複数連結してなる微生物濃度
濃縮装置とすることもできる。このような構造を採用す
ることによって、処理量を増加させることが可能であ
り、検体菌液における微生物濃度の濃縮効果をさらに向
上させることができる。
た電極を配置した基材を複数作製し、それぞれの電極に
設けた取り出し部１１ａ、１２ａおよび１３ａを連結さ
せ、電極を配置した基材を複数連結してなる微生物濃度
濃縮装置とすることもできる。このような構造を採用す
ることによって、処理量を増加させることが可能であ
り、検体菌液における微生物濃度の濃縮効果をさらに向
上させることができる。
【００２１】
【発明の効果】本発明の微生物濃度濃縮装置によれば、
微生物を含む検体菌液の濾過と再抽出により微生物濃度
の濃縮を行っていた方法に比べ、少ない工程数で、簡易
かつ短時間に、定量性よく安定して検体菌液中の微生物
濃度の濃縮を行うことができる。また、本発明の微生物
濃度濃縮装置は、その構成材料を適宜選択することによ
り、使い捨て型および連続使用型のいずれにももするこ
とができ、用途も広い。さらに、例えば浄水管用および
食品工業用の除菌装置としても利用できるという効果も
併せもつ。
微生物を含む検体菌液の濾過と再抽出により微生物濃度
の濃縮を行っていた方法に比べ、少ない工程数で、簡易
かつ短時間に、定量性よく安定して検体菌液中の微生物
濃度の濃縮を行うことができる。また、本発明の微生物
濃度濃縮装置は、その構成材料を適宜選択することによ
り、使い捨て型および連続使用型のいずれにももするこ
とができ、用途も広い。さらに、例えば浄水管用および
食品工業用の除菌装置としても利用できるという効果も
併せもつ。
【図１】本発明の微生物濃度濃縮装置の構成を示す模式
図である。
図である。
【図２】本発明の微生物濃度濃縮装置において、回路が
各電極に電圧を掃引印加する方法を示す図である。
各電極に電圧を掃引印加する方法を示す図である。
【図３】渦巻き型電極を用いた本発明の微生物濃度濃縮
装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
【図４】図３に示す渦巻き型電極を配置した平面状基材
を複数個積層してなる本発明の微生物濃度濃縮装置の一
部切り欠き概略斜視図である。
を複数個積層してなる本発明の微生物濃度濃縮装置の一
部切り欠き概略斜視図である。
【図５】らせん型電極を用いた本発明の微生物濃度濃縮
装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
【図６】シート状多孔質電極を用いた本発明の微生物濃
度濃縮装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
度濃縮装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
１ 平面状基材 ２、３、４ 渦巻き型電極 ５ 微生物出口 ６ 筒体 ７ 柱状基材 ８、９、１０ らせん型電極 １１、１２、１３ シート状多孔質電極 １４、１５、１６ シート状多孔質スペーサ
Claims (8)
- 【請求項１】 検体菌液に接する少なくともｎ（ｎ≧
３）個の電極、前記電極を配置した基材、および前記検
体菌液が電気分解しない範囲の電圧を前記各電極に順次
一定の方向に掃引印加する回路を具備し、前記検体菌液
中の微生物を電気泳動により移動させ、微生物濃度の高
い検体菌液とする微生物濃度濃縮装置。 - 【請求項２】 前記電極が渦巻き型電極であり、かつ前
記基材が平面状基材であり、前記電極の外側の端部から
内側の端部までが互いに重ならず同じ中心点に向かうよ
うに、前記電極を前記平面部分上に配置した請求項１記
載の微生物濃度濃縮装置。 - 【請求項３】 前記電極がらせん型電極であり、かつ前
記基材が柱状基材であり、前記電極の上側の端部から下
側の端部までが互いに重ならないように、前記電極を前
記柱状部分の側面に配置した請求項１記載の微生物濃度
濃縮装置。 - 【請求項４】 前記電極がシート状多孔質電極であり、
かつ前記基材がシート状多孔質スペーサであり、各積層
体の電極端部が重ならず前記電極およびスペーサの順に
なるように、前記電極とスペーサとの積層体をｎ（ｎ≧
３）個積層し、捲回してなる請求項１記載の微生物濃度
濃縮装置。 - 【請求項５】 前記回路が、前記ｎ個の電極の第１の電
極に微生物泳動に対し正電圧を印加し、第２の電極に微
生物泳動に対し正電圧を印加すると同時に前記第１の電
極に微生物泳動に対し負電圧を印加し、・・・・・・第
ｎの電極に微生物泳動に対し正電圧を印加すると同時に
第（ｎ−１）〜１の電極に微生物泳動に対し負電圧を印
加し、さらに前記第１の電極に微生物泳動に対し正電圧
を印加すると同時に第ｎ〜２の電極に微生物泳動に対し
負電圧を印加する掃引印加を行い、微生物を第１の電極
から第ｎの電極に向けて泳動させる請求項１記載の微生
物濃度濃縮装置。 - 【請求項６】 前記回路が、泳動する微生物距離に換算
して１００μｍ／ｓｅｃ以下の速度で、前記電極に電圧
を掃引印加する請求項１または７記載の微生物濃度濃縮
装置。 - 【請求項７】 前記電極を配置した基材を複数個有する
請求項１〜６のいずれかに記載の微生物濃度濃縮装置。 - 【請求項８】 前記各電極が対電極を構成する請求項１
〜６のいずれかに記載の微生物濃度濃縮装置。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163518A JP2000350573A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 微生物濃度濃縮装置 |
| KR10-2001-7001584A KR100448539B1 (ko) | 1999-06-10 | 2000-06-12 | 단백질피복입자 이동용 전기화학장치 |
| EP00935636A EP1106681A4 (en) | 1999-06-10 | 2000-06-12 | ELECTROCHEMICAL DEVICE FOR MOVING PARTICLES COVERED BY PROTEINS |
| PCT/JP2000/003789 WO2000077163A1 (fr) | 1999-06-10 | 2000-06-12 | Dispositif electrochimique deplaçant des particules enrobees d'une proteine |
| US09/762,519 US6972080B1 (en) | 1999-06-10 | 2000-06-12 | Electrochemical device for moving particles covered with protein |
| CNB008010846A CN1243821C (zh) | 1999-06-10 | 2000-06-12 | 用于移动被蛋白质包覆的粒子的电化学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163518A JP2000350573A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 微生物濃度濃縮装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000350573A true JP2000350573A (ja) | 2000-12-19 |
Family
ID=15775400
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163518A Pending JP2000350573A (ja) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | 微生物濃度濃縮装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000350573A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094587A1 (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Riken | 細胞刺激装置及び細胞刺激方法 |
| JP2012500626A (ja) * | 2008-08-22 | 2012-01-12 | ハルク クラー | Ｍｅｍｓ技術を用いて製造した渦巻状微小流体チャネルおよび同心電極を有する誘電泳動細胞クロマトグラフィ装置 |
| CN108361854A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-03 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 叶片调节机构和空气循环器 |
| KR20200046596A (ko) * | 2018-10-25 | 2020-05-07 | 주식회사 켈스 | 대용량 생체 시료 농축 장치 및 그 제조 방법 |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163518A patent/JP2000350573A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094587A1 (ja) * | 2003-04-22 | 2004-11-04 | Riken | 細胞刺激装置及び細胞刺激方法 |
| JP2004344003A (ja) * | 2003-04-22 | 2004-12-09 | Institute Of Physical & Chemical Research | 細胞刺激装置及び細胞刺激方法 |
| JP2012500626A (ja) * | 2008-08-22 | 2012-01-12 | ハルク クラー | Ｍｅｍｓ技術を用いて製造した渦巻状微小流体チャネルおよび同心電極を有する誘電泳動細胞クロマトグラフィ装置 |
| CN108361854A (zh) * | 2018-05-16 | 2018-08-03 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 叶片调节机构和空气循环器 |
| CN108361854B (zh) * | 2018-05-16 | 2023-08-01 | 广东美的环境电器制造有限公司 | 叶片调节机构和空气循环器 |
| KR20200046596A (ko) * | 2018-10-25 | 2020-05-07 | 주식회사 켈스 | 대용량 생체 시료 농축 장치 및 그 제조 방법 |
| KR102125414B1 (ko) | 2018-10-25 | 2020-06-22 | 주식회사 켈스 | 대용량 생체 시료 농축 장치 및 그 제조 방법 |
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