JP2001149717A - 液体を濾過するための補助薬および微生物汚染除去のためのその使用 - Google Patents
液体を濾過するための補助薬および微生物汚染除去のためのその使用Info
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Abstract
るための補助薬。 【解決手段】本発明は、液体媒体中のアニオン触媒反応
による単環式ラクタムの重合によって得られるポリラク
タム粉末により構成される汚染微生物の除去を確実にす
る、液体を濾過するための補助薬に関する。それは、飲
料水の調製方法における統合を特に意図している。
Description
を確実にする、液体を濾過するための補助薬に関し、該
補助薬は、液体媒体中でアニオン触媒反応による単環式
ラクタムの重合により得られるポリラクタム粉末によっ
て構成される。それは、特に飲料水を調製する方法にお
いての統合を、特に意図している。
ら、デカント、砂床による濾過、続いて、塩素またはオ
ゾンを用いた化学処理によって採取される水から得られ
る。
化学処理によって変性することを妨げる観点から、究極
的には、細菌学的視点からその安全性を改善するため
に、未だ研究下にある。
ナノ濾過、および他方で、活性炭およびドープされた活
性炭を用いた濾過に、主として向けられている。
ココナツに基づく(cm3当り4.107〜1.108 E.coli細菌の
保持容量)。Cartis(登録商標)によって開発された技術
を使用し、銀(純金属)ドープされた活性炭を用いると、
より優れた結果を得るのが可能であることが実証された
(cm3当り1.5.108 E.coli細菌の保持容量)。参考とし
て、砂は、2.106 E.coli/cm3細菌で表される保持容量を
有する。
有し、より単純な、従って、より廉価なリサイクルを可
能にする、活性炭の代替物を提供することである。
態では細菌、酵母および寄生性微生物の吸着および保持
に関する高い容量を有するという、ポリラクタム粉末に
おける驚くべき特性を見出した。
濾過のための、最も具体的には、飲料水を製造するため
の、フィルターとして又は補助薬としてその使用を意図
するに至った。
それを調製する方法と関係する。これは、米国特許第3,
061,592号(1962)から公知であり、それに記載されてい
る方法の別形である。
ム環の開環およびカルバニオンの生成を利用する)とし
て公知である、球状の顆粒の形態でポリアミドを製造す
る方法を記載している。
該ラクタムが溶解する有機溶媒中に入れ、アルカリ金属
タイプの重合触媒並びに有機イソシアネート、カルボジ
イミド及びシアナミドから選択される重合促進剤を添加
し、ポリアミド粉末およびタルクによって構成される分
散剤を添加することを包含する。該方法は、ラクタムの
融点より高いがポリアミドの融点よりも低い温度で、即
ち、100〜150℃のオーダーで、混合物を加熱することを
包含する。重合の後、生成物を熱的濾過して非重合ラク
タムを除去し、その後、洗浄および乾燥する。
で行われ、従来方法では、重合は金型中で"in situ"で
行われ、それは、ポリマーの塊を粉末に粉砕するために
引き続く機械的処理を必要とした。
顆粒がより細かいこと、および他方で、混合物が攪拌さ
れる速度の減少がより大きいサイズの顆粒形成をもたら
すことを明記している。
は、米国特許第3,061,592号に記載されるように、 −環式ラクタムモノマーとして、ラクタム6またはカプ
ロラクタム、ラクタム12またはラウリルラクタム、或い
は、その2つの混合物; −および分散剤として、重合開始剤の役割を果たす微粉
化シリカを使用し、液体媒体中でアニオン触媒反応によ
る重合によって調製される。
次の特徴を有する: −それは、電子顕微鏡を用いて観察されるとき、20〜80
ミクロンのサイズを有する凝集した球体(他の類似のポ
リマーのように、分離した球体ではない)の小クラスタ
ーの特徴的外観を有する粒子によって構成される; −これらの粒子は、0.01〜3ミクロンの範囲のサイズを
有する多数の微孔性を示す。
よる粉末は、その下部が焼結ガラスおよびガラスウール
の層を有するカラム中で使用され得る;使用される前、
粉末は、それがカラム中に均一に分配されるのを確実に
するよう水和されなければならない;粉末は、水性懸濁
液としてカラムに導入され、デカント後、それはその上
部表面上に余剰の液体を維持する。
持容量を測定するために細菌または他の微生物で人為的
に汚染された液体が濾過されるのを可能にする。
れた懸濁液の濾過により、該粉末が粉末1グラム当り10
7 E.coli細菌を保持し得ることを実証し得たが、これら
の極端な条件は、粉末の飽和レベルに対応する。
細菌保持容量は、15m2/グラムでしかない粒子の比表面
積に比例しない;それは、粒子内部の微小孔(microporo
sity)の存在のおかげで、はるかに大きい。
末の例外的な細菌保持容量は、慣用されている液体濾過
方法における追加的または代替的工程のために、より詳
細には、所与の天然貯蔵物から採取される水の微生物汚
染除去を確実にすることによって水を飲用に適するよう
にさせるために、該粉末を高度に好適な材料とする。
在使用されている慣用されている濾過工程に代わる、特
に、化学処理に代わる及び/又は活性炭濾過工程に代わ
る、或いはそれに対する補足物としての役割を果たす、
濾過補助薬としてのポリラクタム粉末の使用に関する。
な滅菌によってリサイクルされ得るので、特に有利であ
る。
でも容易に適用され得る;それは、濾過材料の幾つかの
層を含むカラムまたはカートリッジを用いて工業的な濾
過方法に、つまり一般的分配が意図された水の精製を確
実にする方法に統合され得る;それはまた、個々の飲料
水の汚染除去のために、特に細菌学的に安全な品質の水
を入手し得ない旅行者のためにデザインされた飲料物を
吸い上げるためのカラムまたはストローを有するタイプ
の、幾層かの濾過材料も含むポータブル装置に統合され
得る。
汚染を有するとき、水濾過の予備的工程として、使用さ
れ得る。この場合、それはバッチ方式のプロセスで使用
され、従って、既に水和された粉末と汚染された液体と
の接触を包含する。ゆっくり攪拌しながら、および細菌
の吸着を確実にするのに充分な時間接触した後で、溶液
は、慣用されている方法、例えば、砂または焼結ガラス
のフィルターを用いて濾過され、この様にして、細菌を
吸着したポリラクタムポリマーを持ち続け、汚染除去さ
れた水を回収する。
高い容量を有する濾過補助薬としてのポリラクタム粉末
の使用を、追加的または代替的濾過工程として、或い
は、濾過に先立つものとしての役割を果たす工程として
包含する、飲料水を調製する方法にも関し、該方法は、
工業的規模で及びポータブル装置の形態で個人的規模で
共に適用可能である。
範囲を制限することなく、本発明を例示する。実施例1.ポリラクタム粉末の調製 ポリラクタム粉末を調製するためのプロセスは、米国特
許3,061,592において1962年にバイエル・カンパニーに
より記載された公知のプロセスの特定の応用である。
通り、以下を用いて適用される: −モノマーとして、ラクタム6又はカプロラクタム; −溶媒として、ホワイトスピリット; −重合触媒として、ステアリルイソシアネート; −分散剤並びに重合イニシエーターとして、微粉化シリ
カ。
いう)は、以下の特徴をもつ: −電子顕微鏡を用いて観察した場合、粒子が、20から80
ミクロンのサイズのブドウの房の外観をもつ; −0.01から3ミクロンのサイズの、多数の微小孔; −少なくとも15m2/グラムに等しい比表面積; −210から215℃の融点。
に粉末の一部が汚染除去すべき液体の表面に浮かぶのを
防ぐため(バッファー溶液中110℃で一晩放置すること
により)これを水和しなければならない。
セスにおける粉末の使用. 64 B 87粉末のバクテリア保持容量はモデルシステムに
おいて評価したが、これよりパイロットスケールについ
ての外挿は容易に考えられる。
た焼結ガラスの層を下端にもつガラスカラム; −グラスウール上の、滅菌リン酸バッファー溶液(PB
S)中で水和した64 B 87粉末の層; −蠕動ポンプ、真空ポンプ、及び必要なチューブ及びパ
イプで構成される装置、これによりカラムを通し濾過す
べき液体の流速を調整できる; −濾過すべき液体を入れた容器、これらは連続的に: −滅菌PBS溶液 −バクテリアを接種した溶液 −滅菌PBS溶液 −濾過システムにより保持されないバクテリアを計数す
るために意図された、濾液サンプル回収用のボトル。
S)中にて行う。 ・粉末の調製(水和) 乾燥粉末を攪拌しながらPBSバッファーと混合し、次
に110℃のインキュベーター内で一晩放置する。水和粉
末はそのあと使用するまでPBSバッファー中に保存す
る。 ・カラムの調製 ガラス製で3cmの直径をもつカラムを用いて濾過試験を
行う。選ばれた水和粉末の量、試験当たり100gを、過
剰のPBS溶液を加えたカラム中に入れる。ホモジェナ
イズしデカントした後、水和粉末を含むカラムを121℃
のオートクレーブで20分間滅菌する。
もまた同じ条件で滅菌する。 ・大腸菌バクテリア懸濁液の調製 大腸菌の懸濁液を、栄養培地中に生じた培養物より調製
する。濃縮培地の所定量を1リットルの滅菌PBS溶液
に導入し、所望のバクテリア液を得る。
濃度を測定し、該懸濁液をその調製の数時間以内に用い
る。 ・濾過試験の装置 濾過用溶液を、インジェクトされた溶液の流速を調整で
きる蠕動ポンプを経て濾過カラムに供給する。
に測定するために、濾過用溶液を入れたボトルを天秤に
載せる。
る。該ガラス管の端は、流れの乱れや粉末の再懸濁を防
ぐため、粉末表面付近の、過剰バッファー溶液中に達す
る。
濾過速度を高めかつ調整する。濾液を滅菌済真空フラス
コに回収し、サンプリングした各フラクションのために
フラスコを取り換える。
プリング速度とが等しくなるよう、またカラム中の液体
水準に変動のないよう、蠕動ポンプ及び真空ポンプを調
整する。
ml程度の、申し分のない安定な処理量を保証できる。
ml; −滅菌PBS1000ml。
一フラクションを排出した後)300ml; −バクテリア懸濁液の濾液100mlの3フラクション(最
初の100mlを排出後の溶出開始時、溶出の中間、及び溶
出の終了時)。 −同一条件下での滅菌PBS濾液100mlの3フラクショ
ン。
は、大腸菌バクテリアの100%が粉末のカラムに保持さ
れることがわかる。
末100g当たり109の(カラム当たり濾液1リットル)
あるいは107大腸菌/粉末gのオーダーである。
2)を、最初の試験に引き続き1週間保存した。
S300mlをこれらのカラムで濾過し、濾液中にバクテリ
アの存在があれば検出した。
リア/100mlの存在が示される。この濃度は、7日後の300
バクテリア/mlより高い(20℃で再生しうる好気性バク
テリア60から100コロニー/ml)。
末中で生存可能なままであり、そこで発育できることが
分かる。7日の停滞の後に見られた濃度は、しかしなが
ら、初めに吸着された濃度に関して低いままである。
テリアの保持容量の評価 実施例2に与えられた結果は64 B 87粉末による100%の
バクテリア保持効果を示したが、粉末の最大保持容量を
決め、その使用の安全水準を定めるために、同様の工程
を採用し、カラム当たりの粉末をより少量:35グラム
で、バクテリアは2つの濃度:4 107と2.8 106バクテリ
ア/100mlで、更なる試験を行った。
濾液のサンプリング操作を行う; −PBS濾液300ml(カラムの死容積及び最初の100mlフ
ラクションの排出後); −及び濾過の過程で異なる時間に接種溶液の3フラクシ
ョン100mlを5回、(最初の100mlの除去後)。
末内に生じる優先経路の危険を高めることが明らかにな
った。さらに、粉末の再懸濁に関連した問題は、いくつ
かの試験結果をゆがめた。
物の条件が粉末床を通る優先経路の生成を導くために、
濾過は最初のシリーズ程に有効ではないことが分かる。
ア濃度は、初期濃度に関していまだ非常に低いままであ
る。実施例4 粉末のバッチ式使用 64 B 87粉末はバッチ式に、つまり密閉環境においてバ
クテリア懸濁液との接触中に置かれることによって使用
され得る。選ばれた接触時間後、懸濁液を滅菌焼結ガラ
スでろ過し、粉末との接触により保持されなかったバク
テリアをろ液中で数える。
テリアを接種する。
ルに加える; ・ 100 mlの滅菌PBSを1本のボトルに加える; ・ 実験中の培養物の発育をモニターするために、100 m
lのE.coli懸濁液を粉末なしで1本のボトルに加える。
るために、ボトルを撹拌台上に置く。
20及び30分間維持される。接触時間の終わりに、それぞ
れのボトルの中身を、粉末全てを保持する滅菌焼結ガラ
スでろ過する。
なかったE.coliの量を数える。
る5本のボトルの平均の間に、1対数のオーダーのバクテ
リア濃度における減少が観察される。この手順による
と、このように粉末は存在するバクテリアを約90%、保
持することが確かめられる。テスト条件下で、粉末はす
でに飽和状態で、接触時間を増加させても結果は改善さ
れない。
た、粉末の保持容量の評価 実施例4のひとつに似たプロトコルを、Pseudomonas aer
uginosa及びLegionella pneumophilaのバクテリア懸濁
液を用いて行った。
調製される;10 gの滅菌粉末を、滴定されたバクテリア
の懸濁液(108バクテリア/mlに調製された)100 mlと混
ぜる。
拌(オートバック(Autobac;登録商標)培養器(incuba
tor))に供する。
る。ろ液中に存在する残ったバクテリアは、P. aerugin
osaの場合、媒体を含むゲロース中(BioMerieuxにより製
造された大豆寒天、Trypticose(登録商標))で、及び
L. pneumophilaの場合、(0.25%のサフラミン(saframi
ne)で染色後)Malassez細胞中で数えられる(このバク
テリアはこの処置に対して十分に耐えられず、テストの
後、再現的にコロニーを形成しない。このことがゲロー
スタイプの媒体中での再接種によるカウントを不正確に
する。) テスト全てを5回行い、64 B 87粉末なしで、焼結ガラス
を用いたろ過コントロールテストを、それぞれのバクテ
リア懸濁液について行う。
数のバクテリア濃度の減少、及び20分後に3.77対数のバ
クテリア濃度の減少が観察される。
について行った。これらの条件下で、粉末が飽和に達し
ていたので、10及び20分後に0.24及び0.35対数だけの減
少が観察された。
数、及び20分後の2.34対数のバクテリア濃度の減少が観
察される。
について行った。これらの条件下で、10及び20分後に0.
54及び1.02対数の減少が観察され、このことから、粉末
の最大保持容量に事実上達したことが分かる。
して特有の飽和動力学を有する、とても高いバクテリア
保持容量を示している。
の評価 手順は実施例2と同一で、すなわち人工的に汚染された
水の、カラムを使用したろ過である。
の膠芽腫細胞(U 373)の培養上清の形態で得られる、脳
炎性胞子虫属(Encephalitozoon)腸内微胞子虫類(intest
inalis microsporidia)の胞子を選んだ。
で希釈された、濃度2.106胞子/ mlの胞子懸濁液1 mlで
構成される。
た:―次の書誌学参考文献に記載のコバ(Kova)細胞にお
けるいずれか:Dowd, S.E.,Gerba, C. P. & Pepper, I.
L., 1998. Confirmation of the human pathogenic m
icrosporidia Enterocytozoon bieneusi, Encephalitoz
oon intestinalis及びVittaforma corneae in water.
Appl. Environ. Microbiol. 9;3332-3335.Dupont, H.
L., Chappell, C.R., Sterling, C.R., Okhuysen, P. C
P, Rose, J.B. and Jakubowski, W. 1995. The infect
ivity of Cryptosporidium parvuminhealthy volunteer
s;N Engl. J. Med. 332:855-859又は、次に記載のPCR
によりSparfel, J. M., Sarfati, C., Liguory, O., Ca
roff, B., Dumontier, N., Guelic, B., Billaud, E.,
Raffi, F., Molina, J.M., Miegeville, M. & Derouin,
F. 1997 Detection of Microsporidia and identifica
tion of Enterocytozoon bieneusi in surface water b
y specific PCR, J. Euk. Microbiol. 6: 78S.標的とし
て、腸内大腸菌(E.intestinalis)の小さいリボソーム
サブユニットをコードする遺伝子、Roche(登録商標)に
より製造された“非常に純粋なPCRテンプレート調製”D
NA抽出キット、及び定量評価のためのタグマン技術(Tag
man technique)を使用する。
いずれによっても、カラム溶出液中に胞子は認められな
かった。実施例7 粉末の、イースト保持容量の評価 手順は実施例2と同一である。
を選んだ。
ーストを使用する。
ーターのぺトリ皿中、レーキを用いてサブロー(Saboura
ud) ゲロースに接種することで評価される;溶出液を遠
心分離した後、ペレット全体に接種する。
が64 B 87粉末によって保持される。
Claims (13)
- 【請求項1】 液体媒体中でアニオン触媒反応による単
環式ラクタムの重合により得られるポリラクタム粉末に
よって構成されることを特徴とする、汚染微生物の保持
を確実にする液体を濾過するための補助薬。 - 【請求項2】 ポリラクタム粉末が20〜80ミクロンのサ
イズを有し、0.01〜3ミクロンの多数の微孔性を示す小
クラスター中に凝集された球状粒子によって構成される
ことを特徴とする、請求項1に記載の濾過補助薬。 - 【請求項3】 前記粉末が水和され水中懸濁液中に入れ
られた後で、粉末1グラム当り107E.coli細菌の捕捉を
確実にすることを特徴とする、請求項1または2に記載
の濾過補助薬。 - 【請求項4】 カプロラクタム、ラウリルラクタムまた
はその2つの混合物から選択される単環式ラクタムの重
合によって得られることを特徴とする、請求項1〜3の
いずれか1つに記載の濾過補助薬。 - 【請求項5】 微粉化シリカを分散剤または重合開始剤
として用いて得られることを特徴とする、請求項4に記
載の濾過補助薬。 - 【請求項6】 水を飲用に適するようにさせるためにデ
ザインされた水処理方法における、請求項1〜5のいず
れか1つに記載の濾過補助薬の使用。 - 【請求項7】 水の化学処理、特に塩素を使用する処理
に代わる、請求項6に記載の使用。 - 【請求項8】 活性炭を使用する濾過に代わる、請求項
6に記載の使用。 - 【請求項9】 請求項1〜5のいずれか1つに記載のポ
リラクタム粉末補助薬の請求項6〜8のいずれか1つに
記載の使用の工程を含むことを特徴とする、飲料水を調
製する方法。 - 【請求項10】 ポリラクタム粉末を水和すること、続
いて幾つかのフィルターを含むカラムまたはカートリッ
ジタイプの装置中で追加的層の形態でそれを使用するこ
とを包含することを特徴とする、請求項9に記載の方
法。 - 【請求項11】 ポリラクタム粉末を水和すること、続
いてバッチ方式で粉末と汚染除去されるべき溶液との間
の限定された環境中で接触させてそれを用いること、そ
の後、カラムまたはカートリッジタイプの装置を用いて
濾過することを包含することを特徴とする、請求項9に
記載の方法。 - 【請求項12】 工業的規模で使用されることを特徴と
する、請求項9〜11のいずれか1つに記載の方法。 - 【請求項13】 個々の飲料水の汚染除去のためにデザ
インされたポータブル装置中で使用されることを特徴と
する、請求項9または10に記載の方法。
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