JP2010172246A - 細菌採集治具 - Google Patents

Abstract

【課題】血液培養後の培養液から同定・感受性検査に必要な、正確かつ再現性のある、所定菌数（菌濃度）の微生物を得てさらに、迅速、かつ正確かつ省力化効果の高い微生物分析装置および方法を提供することにある。
【解決手段】円筒状、または先端が網目状、または凹凸ある形状である接種部を有する採集治具で細菌を採集する。治具を押し付けることにより、接種部に毛細管現象によって導かれる。または回転させることで細菌をかき集める。接種部分からオフセットされた位置に細菌を押出す機構があり、一定量移動する。このオフセット量は変化可能である。押出し機構の一部は分離可能であり、細菌と共に培養液に投入可能である。よって、精度良く再現性のある、所定菌数（菌濃度）の微生物を得ることが可能である。これらを自動化する機構を備えることにより省力化が可能な微生物自動分析装置を提供することが可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明は細菌などの培養した微生物の一部を採取する細菌採集治具に関する。

以下に、本発明の技術分野である微生物検査の概要について示す。まず患者から採集した血液に関して血液培養検査を実施する。本来無菌である血液から迅速に細菌・真菌などを検出することは、重篤な感染症である敗血症・菌血症において非常に重要性が高い。一方で最終的には微生物の種を同定し、抗生剤に対する感受性を迅速に測定し、効果のある薬剤の種類およびその濃度を決定し治療方針をたてることが適正な抗菌薬治療につながる。従来、検査室においては採血した血液を血液培養検査装置において培養し、陽性判定がなされた後に培養ボトルからサンプルを培地に塗布してサブカルチャーし、形成されたコロニーから菌懸濁液を調製し、同定・薬剤感受性検査装置の測定用デバイスに接種する流れをとっている。血液培養検査装置と同定・薬剤感受性検査装置は別々に独立したものを使用し検査を実施している。通常、敗血症・菌血症は重篤な疾患なため、菌の種類ではなく、菌の有無がより重要であり、陽性判定により医師による抗菌薬の投与が最優先される。従ってその後のサブカルチャーの作業は時間をおいて開始する場合が多い。特に夜間に血液培養の陽性判定が出た場合などは、多くの場合、サブカルチャーへの植え継ぎは翌朝検査室の業務が開始されてからである。このため、コロニーの形成が遅れ、同定・感受性検査装置への接種が遅れ、最終的に微生物の同定結果および薬剤感受性結果の報告が遅れていく。近年薬剤耐性の問題がクローズアップされ、早期の適切な抗菌薬治療が必要にもかかわらず、夜間で人がいないという植え継ぎまでの時間ロスにより適切な治療方針のもととなる結果が遅くなっているのが実情である。報告までの時間短縮を狙い、サブカルチャーを省略して血液培養で陽性を示したボトル内培養液を用い、直接同定・感受性検査装置のデバイスに接種する試みをする場合もなされている。しかし、この場合には、血液培養ボトル中の成分が同定・感受性検査装置のデバイスに含まれる薬剤に影響し、正確な結果が得られない場合がある。また、既に化学療法中の患者検体からの血液を適切に血液培養するために添加された、活性炭などの吸着剤の成分的な影響や一定濃度の菌液調製が着色によりうまくできないなどの問題がある。さらに、同定・感受性検査においては、正確な結果を得るためにはデバイスへの接種菌量を正確かつ再現性よく所定の濃度に一定にすることが必須である。血液培養ボトル中の菌数を一定量になるよう調整する必要があるが、多くの場合はそのままでは菌量（菌濃度）が不足している。これらの問題が解決した場合でも、人が血液培養検査と同定・感受性検査装置での作業をつなぐため、２４時間体性で検査室が稼働するのは不可能であり、一部を除き大多数の現場では時間的なロスが生じているのが実情である。例えば特許文献１に記載の方法では、簡単な溝付きの棒体により菌量を一定量採取することができる例を示している。この方法では、カラーは長さ約０.８mmの下端の溝および下端面に接触せず、下端面に付着した菌の量を無視することはできない。また、特許文献２に記載の方法では、濃度調整後の菌液をデバイスに接種するのに有効なボトルの例が示されている。しかしこれらの方法を使用した場合でも省力化はできるものの、装置間を結合する方法にはならず、最終的な報告時間の短縮に大きく貢献することは困難である。また、これらの棒状体もしくはボトルは人による作業では優れているが、ステップが複雑で装置による自動化には適していない。さらにこれらの方法を使用した場合でも採集できる一定量にはばらつきがありより高精度な採集方法が求められている。

特許第２９９４６７５号公報 特開平１１−２２５７４２号公報

本発明で解決しようとする課題は、血液培養検査と同定・薬剤感受性検査において、人を介さずに自動的に接続する方法および装置を提供することにある。また、血液培養終了後、時間をおかずに同定・薬剤感受性検査装置に移行することにより、最終結果までに必要な検査時間を大幅に短縮することにある。さらに、血液培養後の培養液から同定・感受性検査に必要な、正確かつ再現性のある、所定菌数（菌濃度）の微生物を得ることにより、迅速、かつ正確かつ省力化効果の高い微生物分析装置および方法を提供することにある。尚、細菌を収集する際には、なるべく狭いエリアから採集することが望ましい。

円筒状、または先端が網目状、または先端に凹凸形状を有する採集治具で細菌を採集する。細菌は採集治具を押し付けることにより、先端部に毛細管現象によって導かれる。または、回転動作させることにより、細菌をかき集めても良い。接種部分の後ろには採集した細菌を押出す機構があり、押出し機構は一定量移動する構造となっている。接種部先端に対し押出し機構先端は一定距離オフセットされて間隙が形成されており、この間隙に細菌を取り込む。このオフセット量は変化可能であり、採集量が変化可能である。細菌を収集する場合、採取治具の先端全体に細菌が付着してしまう可能性が高いが、この場合、押出すことで採取治具の先端内部にある細菌のみを押出すため、先端の周囲に付着した細菌は押出されず、定量性を高めることが可能である。また、押出し機構先端に付着した細菌についても、押出し機構の一部が分離可能であり、細菌と共に培養液に投入可能であるため、精度良く、かつ再現性のある、所定菌数（菌濃度）の微生物を得ることが可能である。また、採集治具を保持する機構と、コロニーに対して採集治具の先端を押し付ける、または回転させる機構と、押出し機構を押出す機構を有することにより、感染の危険なく、自動的に菌を採取し、再現性良く培養液を作成可能な微生物自動分析装置を提供することが可能である。

本発明により、採集する菌の採集量の精度を向上させ、単純な動作で接種できるようになり自動化することができる。結果として、細菌分析の高精度化と省力化を実現することができる。

本発明の細菌分析装置の概要図。 本発明の細菌採集治具の実施例を示す図。 本発明の細菌採集治具の実施例を示す図。 本発明の細菌採集治具の実施例を示す図。

たとえば、寒天などの培地に成長した細菌のコロニーから細菌を収集する細菌収集治具を備え、この細菌収集治具を保持する機構と、収集治具を上下もしくは回転動作させることにより細菌を収集可能な機構と、収集した細菌を治具内部の押出し機構を操作することにより一定量細菌を取り出し可能な機構を具備した微生物検査装置。また、細菌収集治具は、円筒状、または先端が網目状、または先端に凹凸形状を有する。細菌は採集治具を押し付けることにより、先端の円筒、または微細な凹凸形状の接種部に毛細管現象によって導かれる。または治具を回転させることで細菌をかき集める。接種部分の後ろには採集した細菌を押出す機構があり、接種部先端に対し押出し機構先端は一定距離オフセットされて間隙が形成されており、この間、隙間に細菌が採取可能となっている。このオフセット量は変化可能であり、細菌の採集量を変化することが可能である。また、押出し機構の一部は分離可能であり、細菌と共に培養液に投入可能である。

図１は微生物自動分析装置の一例を示す。本発明である細菌採集治具の使用に先立ち、患者から採集した血液の中に細菌の有無を判定するために血液培養装置において血液を培養する（図示せず）。この血液培養装置中には、例えば６０本というような、多数の血液培養ボトルが設置可能になっている。また、血液培養装置は所定の温度に保持されている。血液培養容器に入れられ、血液培養装置の所定の位置にセットされた血液試料は一定時間培養される。血液中に含まれていた微生物が増殖するに従い二酸化炭素などの代謝物が産生され、培地のｐＨが変化する。この変化をｐＨセンサーが検知する。測定は一定時間間隔で行われ、所定のアルゴリズムにて陽性・陰性判定がなされる。

陽性判定された血液培養容器の培養液を一定量採集して、新しい培地１０１に自動的に接種あるいは画線培養される。サブカルチャーユニット１０２は一定温度に保持されており、多くの場合は１２時間程度の培養でコロニーあるいは十分量の菌数濃度試料を得ることができる。形成されたコロニーもしくはサブカルチャー菌液は、本発明である細菌採集治具１０３を搭載した細菌採集ユニット１０４により、採取され、生理食塩水あるいは専用試液に溶解，浮遊させられる。細菌採集ユニット１０４は採集治具を保持する機構を備え、また、上下移動，回転機構を有する。治具を保持した後、コロニーに対し上下、もしくは回転させることにより細菌を一定量採取する。細菌採集ユニット１０４は、細菌採集ユニット搬送機構１０５により、生理食塩水などの培養液が入った培養容器１０６上に細菌採集ユニット１０４が搬送され、細菌が投入される。

生理食塩水に浮遊させた浮遊菌液は測光部１０７によって光学的に測光される。光学系は例えば吸光度，濁度，散乱強度、など微生物の懸濁の濁り度合いが測定できれば種々の方法が使用可能である。通常では一連の希釈により、結果的に５×１０５ＣＦＵ／ｍＬになるよう調製されることが望ましい。

以上により調整された菌液は、培養・測定デバイス１０８に接種機構１０９により充填される。デバイスには多数の異なる濃度および種類の抗生剤あるいは菌種同定用のための栄養培地が充填されている。デバイスは培養ユニット１１０にて一定温度に保持され、接種された微生物が培養される。デバイス１０７は搬送ユニット１１１により一定時間間隔で培養ユニットから引き出され、検出ユニット１１２により光学測光される。

１１３はマイクロコンピュ−タ、１１４はインタ−フェイス、１１５はＬｏｇ変換器およびＡ／Ｄ変換器、１１６はプリンタ、１１７はＣＲＴ、１１８は記憶装置としてのハードディスク、１１９は操作パネルである。

ここで、形成されたコロニーもしくはサブカルチャー菌液を採集するに当たり、図を用いて詳しく説明する。

図２は請求項１に示す収集治具の先端部の一例である。材料は金属でも樹脂でもかまわない。先端部は、円筒状の外周部２０１とその内部にある押出し機構２０２にて構成されている。寒天などの培地２０３上に成長したコロニー２０４に対し、収集治具を押し付けるか、回転させることにより、治具内部の収集部２０５に細菌が入り込む構造となっている。収集後、押出し機構２０２を後ろから押出し、培養液内へ細菌を取り出す。押出し機構は、たとえば折れて切り離せるような分離部２０６のような、一部が分離可能な機構となっており、押出し機構２０２の先端に付着した細菌と共に培養液内に投入可能であるため、正確性・再現性良く細菌を一定量取り出すことが可能である。また押出し機構のオフセット量２０７は変化可能であってもよい。また、押出し機構２０２の分離部２０６を押出し機構から分離する方法は、たとえば、押出し機構を培養容器１０６の入り口のふちへ当て、外側へ細菌収集ユニット１０４を微量動かすことにより、分離部１０６から折れて分離し、押出し機構２０２先端に付着した細菌と共に培養液内へ投入される。尚、押出し機構材質は不活性なものであり、培養反応に対しなんら影響のないものとする。

図３は請求項３に示す収集治具の先端部の一例である。接種部３０１が網目状になっている。より毛細管現象が大きく作用し、効率的に採集可能となる。または、治具を回転させることにより細菌をかき集めることが可能であるため、狭いエリアからでも効率的に細菌が採集可能である。

図４は請求項４に示す収集治具の先端部の一例である。接種部にある凹凸形状は、たとえば、らせん状の羽形状であってもよい。

１０１，２０３ 培地
１０２ サブカルチャーユニット
１０３ 菌採集治具
１０４ 細菌採集ユニット
１０５ 細菌採集ユニット搬送機構
１０６ 培養容器
１０７ 測光部
１０８ 培養・測定デバイス
１０９ 接種機構
１１０ 培養ユニット
１１１ 搬送ユニット
１１２ 検出ユニット
１１３ マイクロコンピュータ
１１４ インターフェイス
１１５ Ｌｏｇ変換機およびＡ／Ｄ変換機
１１６ プリンタ
１１７ ＣＲＴ
１１８ 記憶装置
１１９ 操作パネル
２０１ 採集治具先端外周部
２０２ 押出し機構
２０４ 細菌コロニー
２０５ 収集部
２０６ 押出し機構分離部
２０７ 押出し機構と先端部とのオフセット量
３０１，４０１ 接種部

Claims (5)

1. 細菌を接種する接種部が円筒状であり、該接種部に、採集した細菌を押出す押出し機構を有し、該接種部の先端に対し前記押出し機構の先端が一定距離オフセットされて間隙が形成されていることを特徴とする細菌採集治具。
2. 請求項１記載の細菌収集治具において、
   前記オフセット量を変化させるオフセット変化機構を備えたことを特徴とする細菌採集治具。
3. 請求項１または２記載の細菌採集治具において、
   前記接種部が網目状になっていることを特徴とする細菌採集治具。
4. 請求項１または２記載の細菌採集治具において、
   前記接種部に凹凸形状があることを特徴とする細菌採集治具。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の細菌採集治具において、
   前記押出し機構の一部が細菌採集治具から分離可能な機構となっていることを特徴とする細菌採集治具。

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