JP2009139115A - 捕集デバイス、及びそれを用いる分析システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】捕集担体として相転移温度が40℃以下の温度感受性樹脂を用い、菌捕集時と菌回収時の温度を制御することにより捕集担体をそれぞれゲル状、ゾル状とした。菌捕集時は捕集担体の変形が少なく菌の捕集効率が高く、菌回収時は菌を懸濁液として取り扱うことが可能でろ過濃縮などの後処理が容易である。本発明による捕集担体は、穏和な温度制御という非接触かつ簡便な手段と組み合わせることにより、上記捕集効率と取扱簡便性の両立を達成した。
【選択図】図1
Description
(1)捕集デバイスについて
まず、本発明の第1の実施形態による捕集デバイス1の構成概要について説明する。 図1は、本発明による第1の実施形態による捕集デバイス1の概略構成を示す断面図である。捕集デバイス1は、容器3とそれに収容された捕集担体2とを備えている。
図2を用いて本発明による捕集装置11の構成概要について説明する。図2は、本発明の第1の実施形態による捕集装置11の概略構成図である。捕集装置11は、上部部材11aと、下部部材11bと、吸気ノズル12と、ホルダ13と、温度調節機構14と、ポンプ16と、排気ダクト17と、排気フィルター18と、を備え、装置内部には空隙(空間)15が形成されている。この捕集装置11において、上部部材11aは下部部材11bから着脱可能である。上部部材11aを下部部材11bに装着して捕集装置11を形成すると両者の接合部は気密となり、この捕集装置11の外部開口部は、上部部材11aにおける吸気ノズル12、ならびに下部部材11bにおける排気フィルター18である。また、下部部材11b内部にはホルダ13、ポンプ16、排気フィルター18がそれぞれ固定される。なお、図示を省略したがポンプ16や温度調節機構14のための制御系や電源などを内蔵し、操作ボタンや取っ手などを外面に有する。また、ホルダ13は温度調節機構14を収納し、捕集デバイス1を着脱可能に収納し、捕集デバイス1を収納した際は温度調節機構14の上面が捕集デバイス1の下面と接触する。捕集装置11内部には吸気ノズル12出口から捕集デバイス1を経由してポンプ16の入り口までを連絡する空隙15が設けられ、またポンプ16の出口から排気フィルター18までは排気ダクト17が気密に連絡する。本実施形態のごときいわゆるインパクタ型の捕集装置は試料空気の流量が高いため、所定量の試料を短時間で吸引して空中浮遊菌を捕集できるという利点を有する。なお図2において吸気ノズル12として1穴型の構成を例示したが、本発明で利用可能な吸気ノズル12はこの構成に限定されず、より小さな穴を多く有する多穴型など各種の吸気ノズルを採用可能である。
(i)まず、図3を用いて本発明による菌の計測手順の概要について説明する。この菌の計測手順は、菌捕集工程(a)と、菌回収工程(b)と、ATP消去工程(c)と、ろ過工程(d)と、ATP抽出工程(e)と、ATP回収工程(f)と、ATP計測工程(g)とを備えている。
以上のように、第1の実施形態の特徴的な構成要素として捕集担体2が挙げられる。そこで、捕集担体2の組成について予備検討をすると次のようになる。
本実施形態の回収特性を以下の方法により評価する。空中浮遊菌のモデル試料として、標準菌株(日水製薬社のEasy QA Ball大腸菌10,000cfu)を純水で希釈した懸濁液を調製する。菌捕集工程(a)における気体試料からの捕集装置11による捕集デバイス1への浮遊細菌の捕集工程を、一定量のモデル試料を捕集担体2へ点着することにより代用する。以降の工程は本実施例通りに評価実験を行う。比較のために従来法、即ち菌捕集工程(a)における捕集担体2として寒天ゲルを用い、菌回収工程(b)における菌の回収方法として生理食塩水1mLを2回に分けて寒天ゲル表面に分注ならびに表面から再吸引して回収する方法、また菌捕集工程(a)は本実施例同様にモデル試料点着で代用する方法と比較検討する。従来法の捕集担体2としては市販の寒天培地(Tryptic Soy Agar)を使用する。
本実施形態の総合特性を以下の方法により評価する。空中浮遊菌のモデル試料として、実験室における大気に含まれる菌を用いる。即ちこの実験室大気を試料として本実施例に基づく菌の計測手順に従って菌の検査を行う。比較のために培養法の結果と比較検討する。培養法はミリポア社のエアーサンプラー(M Air T型)と寒天培地(Tryptic Soy Agar)を用い、添付の取扱説明書通りの手順で大気1立方メートルを捕集し、得られた捕集担体を35℃で2日間培養しコロニーを計数する。本実施形態及び当該培養法による結果は、それぞれ950CFU/m3、1100CFU/m3であり、両者による結果は極めてよく一致する。なお、計測にかかる時間は捕集を含めてそれぞれ約1時間、50時間である。従って、本発明による本実施例は培養法同等の高精度な検査結果を約1/50の極めて短い時間で提供することができる、という効果がある。
(1)捕集デバイスについて
図8は、本発明第2の実施形態による捕集デバイス1’の概略構成を示す断面図である。捕集デバイス1’は、捕集担体2と、容器壁3’と、フィルター4を備えている。捕集デバイス1’は、中空状の容器壁3’の底部に第1の実施形態で用いたものと同じフィルター4を接着し、第1の実施形態と同様の方法により調製した捕集担体2の原料を冷却したフィルター4の上に流し込むことにより形成されている。
図9は、本発明の第2の実施形態による自動測定装置21の概略構成を示す図である。自動測定装置21は、捕集デバイスホルダ22と、目皿ホルダ23と、ATP消去剤用分注器24と、ATP抽出試薬用分注器25と、ATP回収用ピペッタ26と、発光試薬用分注器27と、試験管ホルダ28と、制御装置29と、温度調節機構30と、滅菌清浄機構31と、電磁弁41と、廃液トラップ42と、吸引ポンプ43と、光子計数器44と、を備えている。捕集デバイスホルダ22、目皿ホルダ23、及び試験管ホルダ28はそれぞれ捕集デバイス1’、目皿、試験管(図示省略)が設置可能となっており、またそれぞれ搬送機構を備え、各ホルダを所定の位置に搬送することができるようになっている。
続いて、本発明による捕集デバイス1’と捕集装置11(図2)、自動測定装置21を用いた場合の動作について説明する。本実施形態の動作は基本的に第1の実施形態と同様であるが、図3における菌回収工程(b)からATP計測工程(g)までを自動測定装置21を用いて自動的に行う点が主に相違する。なお、本実施形態の主体は捕集デバイス上に捕集した菌の回収方法にあるので、電気系、制御系、遮光を含む光学系、機構系の詳細な説明は省略する。
本発明の第3の実施形態は、第1及び第2の実施形態と基本的に同様であるが、捕集デバイス1における捕集担体2の温度感受性樹脂材料として合成高分子を用いた点が異なる。
(A)メビオール社製メビオールジェルMB−10、下限臨界溶液温度(LCST)約20℃。
(B)N−アクリロイルグリシンアミド(NAGAm)とN−メタクロイル−N’−ビオチニルプロピレンジアミン(MBPDA)の10:1の共重合ポリマー(以下NAGAm/MBPDAと略す)、上限臨界溶液温度(UCST)約22℃。
捕集デバイスは、捕集担体をゲル状として空中浮遊菌を集菌することにより、従来技術における捕集担体と同等の捕集性能を発揮できる効果がある。また、捕集担体をゾル状に相転移させ、そのままあるいは必要に応じて希釈することにより、捕集担体を実質的に菌縣濁液同様に取り扱うことができる。このため、捕集担体からの菌の取出し工程を省略することができる。よって、取出し工程における菌の取りこぼしや菌の損傷などによる損失が無くなる。
2 捕集担体
3 容器
3’ 容器壁
4 フィルター
11 捕集装置
11a 上部部材
11b 下部部材
12 吸気ノズル
13 ホルダ
14 温度調節機構
15 空隙
16 ポンプ
17 排気ダクト
18 排気フィルター
21 自動測定装置
22 捕集デバイスホルダ
23 目皿ホルダ
24 ATP消去剤用分注器
25 ATP抽出試薬用分注器
26 ATP回収用ピペッタ
27 発光試薬用分注器
28 試験管ホルダ
29 制御装置
30 温度調節機構
31 滅菌清浄機構
41 電磁弁
42 廃液トラップ
43 吸引ポンプ
44 光子計数器
(a) 菌捕集工程
(b) 菌回収工程
(c) ATP消去工程
(d) ろ過工程
(e) ATP抽出工程
(f) ATP回収工程
(g) ATP計測工程
Claims (11)
- 大気中の微生物を捕集するための捕集デバイスであって、
温度が15度以上37度以下の範囲でゲル‐ゾル間の相転移をする高分子を含む第1部材と、
前記第1部材を収容するための容器と、
を備えることを特徴とする捕集デバイス。 - 前記第1部材は、殺菌作用を有しないアルコール類を含むことを特徴とする請求項1に記載の捕集デバイス。
- 前記アルコール類は、グリセロール、エチレングリコール及びプロピレングリコールのいずれかであることを特徴とする請求項2に記載の捕集デバイス。
- 前記高分子は、ゼラチン若しくはNAGAm/MBPDAのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の捕集デバイス。
- 前記アルコールはグリセロールであり、前記グリセロールは、前記第1の部材に対する重量比30%以上60%以下で前記第1部材に含まれることを特徴とする請求項2に記載の捕集デバイス。
- 前記高分子はゼラチンであり、前記ゼラチンは、前記第1部材に対する重量比5%以上10%以下で前記第1部材に含まれることを特徴とする請求項1に記載の捕集デバイス。
- 前記高分子はNAGAm/MBPDAであり、前記NAGAm/MBPDAは前記第1部材に対する重量比1%以上10%以下で前記第1部材に含まれることを特徴とする請求項1に記載の捕集デバイス。
- 前記容器は、その底面にフィルターを有することを特徴とする請求項1に記載の捕集デバイス。
- 温度が15度以上37度以下の範囲でゲル‐ゾル間の相転移をする高分子を含む第1部材を保持する保持部材と、
前記第1部材の温度を制御する温度制御部と、
前記第1部材に対して空気を流す空気流制御部と、
を備えることを特徴とする分析システム。 - 前記温度制御部は、前記空気流制御部が前記第1部材に空気を流す前と後において、前記第1部材の加熱と冷却を切り替えることを特徴とする請求項9に記載の分析システム。
- 前記第1の部材では、ゾルをろ過するためのフィルター上にゲル状の前記高分子が載置され、
さらに、前記フィルターと組み合わされてろ過機構を構成する目皿を保持する目皿保持部を備え、
前記ろ過機構は、前記温度制御部によってゾル化した前記高分子をろ過することを特徴とする請求項9に記載の分析システム。
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