JP2013158272A - 微生物検出装置の校正支援装置及び微生物検出装置の校正支援方法 - Google Patents

Abstract

【課題】微生物検出装置の微生物を用いない校正を的確に実施可能な、微生物検出装置の校正支援装置を提供する。
【解決手段】微生物検出装置２０の校正に用いられる、光を照射されると微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じ強度の蛍光を発するポリスチレン粒子の情報を保存する情報記憶装置４０１と、微生物検出装置２０の校正のために、放出装置２が放出する粒子の情報を取得する情報取得部３０１と、情報記憶装置４０１に保存されているポリスチレン粒子の情報と、情報取得部３０１が取得した粒子の情報と、を比較する比較部３０２と、を備える、微生物検出装置２０の校正支援装置。
【選択図】図１

Description

本発明は環境評価技術に関し、特に微生物検出装置の校正支援装置及び微生物検出装置の校正支援方法に関する。

例えば医薬品製造工場のクリーンルームでは、室内の空気中に飛散する微生物の量が、微生物検出装置で監視されている。微生物検出装置の性能を評価し、精度を校正する際には、微生物検出装置に既知の微生物を取り込ませ、微生物検出装置の出力を評価している（例えば、特許文献１乃至３及び非特許文献１参照。）。

特開２００４−１５９５０８号公報 特開２００８−２２７６４号公報 特開２００８−２２７６５号公報

長谷川倫男他，「気中微生物リアルタイム検出技術とその応用」，株式会社山武，azbil Technical Review 2009年12月号，p.2-7，2009年

しかし、微生物検出装置を評価する際に用いられた微生物が、クリーンルームやチャンバ等の環境を汚染する可能性がある。そこで、本発明は、微生物検出装置の微生物を用いない校正を的確に実施可能な、微生物検出装置の校正支援装置及び微生物検出装置の校正支援方法を提供することを目的の一つとする。

本発明の態様によれば、（ａ）微生物検出装置の校正に用いられる、光を照射されると微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じ強度の蛍光を発するポリスチレン粒子の情報を保存する情報記憶装置と、（ｂ）微生物検出装置の校正のために、放出装置が放出する粒子の情報を取得する情報取得部と、（ｃ）情報記憶装置に保存されているポリスチレン粒子の情報と、情報取得部が取得した粒子の情報と、を比較する比較部と、を備える、微生物検出装置の校正支援装置が提供される。

また、本発明の態様によれば、（ａ）微生物検出装置の校正に用いられる、光を照射されると微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じ強度の蛍光を発するポリスチレン粒子の情報を保存する情報記憶装置からポリスチレン粒子の情報を取得することと、（ｂ）微生物検出装置の校正のために、放出装置が放出する粒子の情報を取得することと、（ｃ）情報記憶装置に保存されているポリスチレン粒子の情報と、放出装置が放出する粒子の情報と、を比較することと、を含む、微生物検出装置の校正支援方法が提供される。

本発明によれば、微生物検出装置の微生物を用いない校正を的確に実施可能な、微生物検出装置の校正支援装置及び微生物検出装置の校正支援方法を提供可能である。

本発明の実施の形態に係る試験室の模式図である。 本発明の実施の形態に係る微生物検出装置の模式的な断面図である。 本発明の実施例に係る、蛍光顕微鏡で観察されたポリスチレン粒子及び微生物の蛍光強度の分布を示すグラフである。 本発明の実施例に係る、蛍光顕微鏡で観察されたポリスチレン粒子及び微生物の蛍光強度を示すグラフである。 本発明の実施例に係る、空中浮遊菌検出器で検出されたポリスチレン粒子及び微生物の蛍光強度を示すグラフである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。したがって、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１に示すように、実施の形態に係る微生物検出装置２０の校正支援装置は、微生物検出装置２０の校正に用いられる、光を照射されると微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じ強度の蛍光を発するポリスチレン粒子の情報を保存する情報記憶装置４０１と、微生物検出装置２０の校正のために放出装置２が放出する粒子の情報を取得する情報取得部３０１と、情報記憶装置４０１に保存されているポリスチレン粒子の情報と、情報取得部３０１が取得した粒子の情報と、を比較する比較部３０２と、を備える。情報取得部３０１及び比較部３０２は、例えば中央演算処理装置（ＣＰＵ）３００に含まれており、情報記憶装置４０１は、微生物検出装置２０と、ＣＰＵ３００と、に接続されている。なお、ＣＰＵ３００は、微生物検出装置２０又は放出装置２に内蔵されていてもよい。

校正方法の対象となる微生物検出装置２０は、例えば試験室１に設置されている。試験室１は、骨格をなす例えばアルミニウム製のフレームと、フレームにはめ込まれた、側壁をなすポリカーボネート製の透明パネルと、を備えるチャンバである。試験室１には、例えば給気装置１１Ａ、１１Ｂが設けられている。給気装置１１Ａ、１１Ｂは、ＨＥＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）及びＵＬＰＡ（Ｕｌｔｒａ Ｌｏｗ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ａｉｒ Ｆｉｌｔｅｒ）等の超高性能エアフィルタを通して、試験室１内部に清浄な空気を送り込む。試験室１の側壁には、扉が設けられていてもよい。

実施の形態に係るポリスチレン粒子は、試験室１に設けられた噴霧装置等の放出装置２から、試験室１内部に放出される。放出装置２は、例えばジェット式ネブライザであり、所定の濃度でポリスチレン粒子を含む流体を入れられた容器を保管する。容器には、例えばバーコード等の識別子が貼り付けられている。識別子は、容器に入れられている流体中のポリスチレン粒子の名称、特性、及び放出条件等の情報を含んでいる。

放出装置２は、所定の流量で圧縮ガス等の気流を供給され、気流を、ポリスチレン粒子を含む流体に吹きつけることによってエアロゾルを発生させ、試験室１内部にポリスチレン粒子を含む流体をミスト状にして噴霧する。なお、図１においては、放出装置２は試験室１内部に配置されているが、放出装置２を試験室１の外部に配置し、放出装置２が噴霧したエアロゾルを、配管等で試験室１内部に誘導してもよい。

試験室１内には、攪拌装置としての攪拌ファン１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄが配置されている。攪拌ファン１０Ａ−１０Ｄは、試験室１内部の空気を攪拌し、試験室１内部に散布されたポリスチレン粒子の自重による自然沈降を防止する。

また、試験室１内には、清浄化装置としてのエアクリーナ６が配置されている。エアクリーナ６は、試験室１内部の空気等の気体に含まれる微粒子や微生物を除去して、気体を清浄化する。例えば、放出装置２から試験室１内にポリスチレン粒子を含む流体を噴霧する前に、エアクリーナ６を運転することによって、放出装置２が噴霧するポリスチレン粒子以外の微粒子や微生物をあらかじめ試験室１内部から除去することが可能である。なお、図１においては、エアクリーナ６は試験室１内部底面に配置されているが、エアクリーナ６を試験室１の壁面または天井部に配置してもよい。

微生物検出装置２０は、例えば図２の模式的な断面図に示すように、筐体２１と、試験室１の内部から筐体２１の内部に、空気を吸引する第１の吸引装置２２と、を備える。第１の吸引装置２２で吸引された空気は、筐体２１内部のノズル２３の先端から放出される。ノズル２３の先端から放出された空気は、ノズル２３の先端と対向して筐体２１の内部に配置された第２の吸引装置２４で吸引される。微生物検出装置２０は、レーザ等の光源２５をさらに備える。光源２５は、ノズル２３の先端から放出され、第２の吸引装置２４で吸引される空気に向けて、レーザ光２６を照射する。レーザ光２６は、可視光であっても、紫外光であってもよい。レーザ光２６が可視光である場合、レーザ光２６の波長は、例えば４００乃至４１０ｎｍの範囲内であり、例えば４０５ｎｍである。レーザ光２６が紫外光である場合、レーザ光２６の波長は、例えば３１０乃至３８０ｎｍの範囲内であり、例えば３４０ｎｍである。

空気中に細菌等の微生物が含まれる場合、レーザ光２６を照射された細菌が、蛍光を発する。細菌の例としては、グラム陰性菌、グラム陽性菌、及びカビ胞子を含む真菌が挙げられる。グラム陰性菌の例としては、大腸菌が挙げられる。グラム陽性菌の例としては、表皮ブドウ球菌、枯草菌芽胞、マイクロコッカス、及びコリネバクテリウムが挙げられる。カビ胞子を含む真菌の例としては、アスペルギルスが挙げられる。微生物検出装置２０は、蛍光検出器２７をさらに備える。蛍光検出器２７は、微生物が発した蛍光を検出し、蛍光強度を計測する。微生物検出装置２０は、蛍光強度の大きさに基づき、空気中に含まれている微生物の濃度を測定することが可能である。

微生物検出装置２０を校正する際には、好ましくは、図１に示す試験室１内部の埃、チリ、微粒子、及び微生物等をエアクリーナ６で完全に除去する。次に、比較部３０２及びＣＰＵ３００がさらに含み得る表示部３０３が、情報記憶装置４０１から、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報を読み出す。ディスプレイ等の表示部３０３は、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報を表示する。これにより、オペレータ等が、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子を適切に選択することが可能となる。

また、放出装置２は、ポリスチレン粒子を含む流体を入れられた容器に貼り付けられている識別子から、容器に入れられている流体中のポリスチレン粒子の情報を読み出し、放出するポリスチレン粒子の情報を、ポリスチレン粒子を放出する前に、ＣＰＵ３００の情報取得部３０１及び表示部３０３に送信する。これにより、情報取得部３０１が、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報を取得する。また、表示部３０３は、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報を表示する。次に、比較部３０２は、情報取得部３０１から、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報を取得する。さらに、比較部３０２は、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報と、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報と、を比較する。

ここで、情報記憶装置４０１が保存する微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報は、例えば学術名称、商品名、及びカタログ番号等の、ポリスチレン粒子を特定するための名称である。この場合、情報取得部３０１が取得する、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報は、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の名称である。

あるいは、情報記憶装置４０１が保存する微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報は、例えば粒径、材料、及び蛍光強度等の、ポリスチレン粒子の特性である。この場合、情報取得部３０１が取得する、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報は、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の特性である。

またあるいは、情報記憶装置４０１が保存する微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報は、例えば放出装置２がポリスチレン粒子を噴霧する際に使用されるべき噴霧速度等の放出条件である。この場合、情報取得部３０１が取得する、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報は、放出装置２によるポリスチレン粒子の放出特性である。

実施の形態に係る微生物検出装置２０の校正支援装置のＣＰＵ３００は、警報部３０４をさらに備える。比較部３０２が比較した結果、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報と、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報と、が異なる場合、警報部３０４は、警報を発する。ここで、警報部３０４は音源であり、警報は音であってもよい。あるいは、警報部３０４は光源であり、警報は光であってもよい。またあるいは、警報部３０４は電気信号送信装置であり、警報は電気信号であってもよい。

比較部３０２が比較した結果、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報と、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報と、が同じである場合、放出装置２は、試験室１内部に、ポリスチレン粒子を放出する。放出されたポリスチレン粒子を含む空気は、微生物検出装置２０に取り込まれ、図２に示すレーザ光２６を照射される。一般的に、ポリスチレン粒子は、蛍光物質に分類されないが、レーザ光２６を照射されたポリスチレン粒子は、自家蛍光を発する。ここで、本発明者が初めて見出したことであるが、１つのポリスチレン粒子が発する自家蛍光の強度は、１つの微生物が発する蛍光の強度に近い。そのため、微生物を用いることなく、ポリスチレン粒子を用いて、微生物検出装置２０の蛍光検出器２７の感度等を校正することが可能となる。

ポリスチレン粒子が発する蛍光の強度は、ポリスチレン粒子の材料及び粒径に依存して変化する。したがって、材料及び粒径が異なる複数のポリスチレン粒子のそれぞれを微生物検出装置２０に取り込み、材料及び粒径が異なる複数のポリスチレン粒子のそれぞれの蛍光強度の差を分離できる感度を、微生物検出装置２０の蛍光検出器２７が有するか否かを、評価してもよい。

ポリスチレン粒子は、例えばポリスチレンからなる。あるいは、ポリスチレン粒子は、ポリスチレンと、添加物と、からなる。またあるいは、ポリスチレン粒子は、例えば９８質量パーセントのポリスチレンと、２質量パーセントのジビニルベンゼンと、からなる。

本質的にポリスチレンからなるポリスチレン粒子の粒径は、好ましくは０．７５μｍ以上５μｍ未満である。本質的にポリスチレンからなるポリスチレン粒子の粒径が０．７５μｍより小さいと、１つのポリスチレン粒子が発する蛍光の強度が、１つの微生物が発する蛍光の強度より弱くなる傾向にある。また、本質的にポリスチレンからなるポリスチレン粒子の粒径が５μｍ以上であると、１つのポリスチレン粒子が発する蛍光の強度が、１つの微生物が発する蛍光の強度より強くなる傾向にある。本質的にポリスチレンからなるポリスチレン粒子の粒径は、ポリスチレン粒子が光を照射されたときに発する蛍光の強度が、微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じになるよう選択されれば、上記の範囲に限定されない。

本質的にポリスチレンと、ジビニルベンゼンと、からなるポリスチレン粒子の粒径は、好ましくは０．７５μｍ以上７．５μｍ以下である。本質的にポリスチレンと、ジビニルベンゼンと、からなるポリスチレン粒子の粒径が０．７５μｍより小さいと、１つのポリスチレン粒子が発する蛍光の強度が、１つの微生物が発する蛍光の強度より弱くなる傾向にある。また、本質的にポリスチレンと、ジビニルベンゼンと、からなるポリスチレン粒子の粒径が７．５μｍより大きいと、１つのポリスチレン粒子が発する蛍光の強度が、１つの微生物が発する蛍光の強度より強くなる傾向にある。本質的にポリスチレンと、ジビニルベンゼンと、からなるポリスチレン粒子の粒径は、ポリスチレン粒子が光を照射されたときに発する蛍光の強度が、微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じになるよう選択されれば、上記の範囲に限定されない。

図１に示すＣＰＵ３００は、放出装置２から放出されたポリスチレン粒子の測定された特性を取得する測定特性取得部３０５をさらに含み得る。測定特性取得部３０５は、例えば微生物検出装置２０が測定したポリスチレン粒子の特性を、微生物検出装置２０から取得する。あるいは、測定特性取得部３０５は、微生物検出装置２０とは別個の測定装置で測定された、放出装置２から放出されたポリスチレン粒子の測定された特性を取得する。

比較部３０２は、測定特性取得部３０５が取得したポリスチレン粒子の測定された特性と、情報取得部３０１が取得したポリスチレン粒子の情報と、を比較する。比較部３０２が比較した結果、測定特性取得部３０５が取得したポリスチレン粒子の測定された特性と、情報取得部３０１が取得したポリスチレン粒子の情報と、が異なる場合、警報部３０４は、警報を発する。

例えば、ポリスチレン粒子の特性の一つである蛍光は、ポリスチレン粒子を長期間保存することにより、退色することがある。この場合、退色したポリスチレン粒子で微生物検出装置２０を校正しても、微生物検出装置２０は正しく校正されない。これに対し、測定特性取得部３０５が取得したポリスチレン粒子の測定された蛍光強度が、情報取得部３０１が取得したポリスチレン粒子の本来の蛍光強度よりも低い場合は、退色が生じたことを把握可能となる。

従来、微生物検出装置を校正する際には、既知の濃度の微生物を微生物検出装置に取り込ませ、微生物検出装置が算出した微生物の濃度と、実際の微生物の濃度と、を比較する等していた。しかし、微生物は、培養設備や漏出防止用の安全設備が必要となるため、微生物検出装置の校正に要するコストが高いという問題がある。これに対し、微生物検出装置の校正にポリスチレン粒子を用いれば、培養設備や安全設備が不要となるため、微生物検出装置の校正に要するコストを大幅に低下させることが可能となる。

また、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｖｏｌ．３０，５９−６６、及びＴｈｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｊｏｕｒｎａｌ，Ｖｏｌ．３４，Ｂ７−Ｂ１２に記載されているように、微生物が発する蛍光は、微生物の生育条件によって変化し得る。そのため、微生物を用いて微生物検出装置の校正を行おうとしても、微生物検出装置の蛍光検出器の感度の目標値（閾値）を設定するための指針が得られない場合がある。これに対し、微生物検出装置の校正にポリスチレン粒子を用いれば、ポリスチレン粒子が発する蛍光の強度は安定しているため、確実に微生物検出装置の校正を行うことが可能となる。

さらに、微生物検出装置は、上述したように、光源を始めとする精密な光学系を構成するため、初期出荷時の校正のみならず、定期的なメンテナンスによる校正が必要である。ここで、校正の際に、複数のビーズから利用すべきビーズを適宜選択する際に、誤ったビーズが選択されないように管理されることが好ましい。特に医薬品製造工場で利用される場合は、管理方法自体が認可の対象になることは一般的であり、可能な限り厳密な管理が行なえるようにすることが好ましい。また、ビーズの種類に限らず、校正時の条件なども、誤って設定されないように管理されることが好ましい。

これに対し、本発明者らは、ビーズを使用する校正においては、校正対象の微生物検出装置に対して、ビーズを放出する放出装置がビーズを決定する側になることに着眼し、本発明に想到した。実施の形態で説明したように、本発明によれば、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子の情報と、放出装置２が放出するポリスチレン粒子の情報と、が照合されるため、放出装置２が、微生物検出装置２０の校正に使用されるべきポリスチレン粒子と異なる粒子を放出することを防止することが可能となる。

なお、上述した実施の形態においては、放出装置２が、ポリスチレン粒子を含む流体を入れられた容器に貼り付けられている識別子から、容器に入れられている流体中のポリスチレン粒子の情報を読み出す例を説明したが、放出装置２が、放出するポリスチレン粒子の情報を取得する方法はこれに限定されない。例えば、放出装置２が、複数の容器の配置場所を有し、それぞれの配置場所が、ポリスチレン粒子の情報と関連づけられていてもよい。具体的には、配置場所によって、ポリスチレン粒子の名称、特性、及び放出条件等が特定できるようになっていてもよい。この場合、放出装置２は、容器の配置場所から、容器に入れられている流体中のポリスチレン粒子の情報を識別し、放出するポリスチレン粒子の情報を、ＣＰＵ３００の情報取得部３０１に送信する。

以下、ポリスチレン粒子が発する自家蛍光の強度が、微生物が発する蛍光の強度に近いことを示す実施例を説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。

（ポリスチレン粒子の入手）
ポリスチレン粒子は、Ｆｉｓｈｅｒ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社から、Ｔｈｅｒｍｏ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ Ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅ ３０００シリーズ・サイズスタンダードの型番３５００Ａ、Ｌａｔｅｘ Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ Ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｓ ５０００シリーズの型番５１００Ａ、Ｄｕｋｅ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ ４０００シリーズ Ｍｏｎｏｓｉｚｅｄ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓの型番４２０３Ａ及び４２０５Ａを入手した。

型番３５００Ａの粒子は、懸濁液として提供され、粒径は４９８ｎｍ±９ｎｍ（変動係数１．６％）、材料はポリスチレン、密度は１．０５ｇ／ｃｍ³、屈折率は１．５９である。型番３５００Ａの粒子は、粒径が０．５μｍの標準サンプルとして使用可能な粒径の均一性を有する。

型番５１００Ａの粒子は、懸濁液として提供され、粒径は１．０μｍ（変動係数３％以下）、材料はポリスチレン、密度は１．０５ｇ／ｃｍ³、屈折率は１．５９である。

型番４２０３Ａの粒子は、懸濁液として提供され、粒径は３．００２μｍ±０．０１９（変動係数１．１％）、材料はポリスチレンである。型番４２０３Ａの粒子は、粒径が３μｍの標準サンプルとして使用可能な粒径の均一性を有する。

型番４２０５Ａの粒子は、懸濁液として提供され、粒径は４．９９３μｍ±０．０４０（変動係数１．０％）、材料はポリスチレンである。型番４２０５Ａの粒子は、粒径が５μｍの標準サンプルとして使用可能な粒径の均一性を有する。

また、Ｂａｎｇｓ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社から、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓシリーズの型番ＰＳ０６Ｎ／５６２３及び型番ＰＳ０５Ｎ／７５０８を入手した。

型番ＰＳ０６Ｎ／５６２３の粒子は、懸濁液として提供され、粒径は５．０９μｍ（標準偏差０．４４μｍ）、材料は架橋ポリスチレンジビニルベンゼン（ｃｒｏｓｓ ｌｉｎｋｅｄ ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅ／２％ｄｉｖｉｎｙｌｂｅｎｚｅｎ）、密度は１．０６２ｇ／ｃｍ³である。型番ＰＳ０６Ｎ／５６２３の粒子は、粒径が５μｍの標準サンプルとして使用可能な粒径の均一性を有する。

型番ＰＳ０５Ｎ／７５０８の粒子は、懸濁液として提供され、粒径は４．６１μｍ（標準偏差０．６３μｍ）、材料はポリスチレン、密度は１．０５ｇ／ｃｍ³である。型番ＰＳ０５Ｎ／７５０８の粒子は、粒径が４．６μｍの標準サンプルとして使用可能な粒径の均一性を有する。

（ポリスチレン粒子の洗浄）
入手したポリスチレン粒子の懸濁液１ｍＬをマイクロ遠心チューブに移し、遠心機（日立工機株式会社、ＣＴ１３Ｒ）を用いて１３，０００ｇで５分間遠心し、上清を取り除いた。次に、ポリスチレン粒子を滅菌蒸留水に再懸濁した。その後、ポリスチレン粒子の懸濁液の遠心、及び再懸濁をさらに２回繰り返し、ポリスチレン粒子を洗浄した。最後に得られたポリスチレン粒子の懸濁液の溶媒である滅菌蒸留水の体積は０．５ｍＬであった。

（微生物の入手）
入手した微生物は、大腸菌（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ、略称Ｅ．ｃｏｌｉ、ＡＴＣＣ １３７０６）、表皮ブドウ球菌（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｅｐｉｄｅｒｍｉｄｉｓ、ＡＴＣＣ １２２２８）、枯草菌芽胞（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ａｔｒｏｐｈａｅｕｓ、ＡＴＣＣ ９３７２）、マイクロコッカス（Ｍｉｃｒｏｃｏｃｃｕｓ ｌｙｌａｅ、ＡＴＣＣ ２７５６６）、コリネバクテリウム（Ｃｏｒｙｎｅｂａｃｔｅｒｉｕｍ ａｆｅｒｍｅｎｔａｎｓ、ＡＴＣＣ ５１４０３）、及びアスペルギルス（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｎｉｇｅｒ、略称Ａ．ｎｉｇｅｒ、ＡＴＣＣ ９１４２）であった。なお、ＡＴＣＣは、アメリカ培養細胞系統保存機関（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｔｙｐｅ Ｃｕｌｔｕｒｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ）の略である。

大腸菌は、グラム陰性菌である。表皮ブドウ球菌、枯草菌芽胞、マイクロコッカス、及びコリネバクテリウムは、グラム陰性菌である。アスペルギルスは、コウジカビとも呼ばれ、カビ胞子の１種である。

（微生物の調製方法）
大腸菌、表皮ブドウ球菌、及びマイクロコッカスを３ｍＬのトリプトソイ液体培地（Ｂｅｃｔｏｎ， Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｒｅｆ：２１１８２５）に植菌し、３２℃で一夜、好気的に培養した。大腸菌、表皮ブドウ球菌、及びマイクロコッカスをさらに寒天培地で培養する場合は、菌液をトリプトソイ寒天培地（栄研化学株式会社、Ｅ−ＭＰ２５）上に画線し、３２℃で一夜、好気的に培養した。

コリネバクテリウムを培養する際には、液体培地としてＲ培地（ペプトン１０ｇ、酵母エキス５ｇ、麦芽エキス５ｇ、カザミノ酸５ｇ、ビーフエキス２ｇ、グリセリン２ｇ、ツイーン８０ ５０ｍｇ、ＭｇＳＯ₄・７Ｈ₂Ｏ １ｇ、蒸留水１Ｌ、ｐＨ７．２）、寒天培地として羊血液寒天培地（栄研化学株式会社 Ｍ−５８）を使用した。

液体培地から微生物を調製する場合、遠心機（久保田商事株式会社、２４１０、あるいは日立工機株式会社、ＣＴ１３Ｒ）を用いて、２，１００ｇで３分間、培養液を遠心して集菌し、上清の培地を取り除いた後、微生物を滅菌蒸留水に再懸濁した。その後、微生物の懸濁液の遠心、及び再懸濁をさらに２回繰り返し、微生物を洗浄した。最後に得られた微生物の懸濁液の溶媒である滅菌蒸留水の体積は３ｍＬであった。

寒天培地から微生物を調製する場合、寒天培地上のコロニーをかきとり、それを５ｍＬの滅菌蒸留水中に懸濁した。次に、懸濁液を軽くボルテックスして微生物を分散させた後、２，１００ｇで３分間、懸濁液を遠心して集菌し、上清を取り除くことで微生物を洗浄した。その後、微生物を５ｍＬの滅菌蒸留水に再懸濁した。

枯草菌芽胞については、市販の芽胞液（ＮＯＲＴＨ ＡＭＥＲＩＣＡＮ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ，Ｉｎｃ．，ＳＵＮ−０７）を使用した。

アスペルギルスについては、ポテトデキストロース寒天培地（株式会社アイサイエンス、ＰＭ０００２−１）上で生育させ４℃保存していたアスペルギルスを、同培地上に穿刺し、１週間２５℃で培養して胞子形成させた。次に、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム５０ｍｇ／Ｌの水溶液を胞子形成した培養プレート上に約１０ｍＬ注ぎ、ディスポーザブルループで胞子を軽く撫でてそぎ落とし、水溶液中に分散させた。胞子が分散した水溶液をピペットで回収し、８枚重ねた滅菌ガーゼでろ過して菌糸を取り除いた後、ろ液を１，４００ｇで１０分間遠心し、上清を取り除いた。沈殿した胞子に滅菌蒸留水を１０ｍＬ加え、洗浄した後、再び同条件で遠心した。これを３回繰り返した後、５ｍＬの滅菌蒸留水に懸濁して胞子液とした。

（蛍光顕微鏡による蛍光強度の測定）
ポリスチレン粒子あるいは微生物の懸濁液をスライドガラスに滴下し、暗所で乾燥させた後、蛍光顕微鏡（オリンパス株式会社 ＢＸ５１）で観察した。波長３４０ｎｍ付近の光による励起にはＵ−ＭＷＵ２、波長４０５ｎｍ付近の光による励起にはＵ−ＭＮＶ２ミラーユニットを使用した。ＵＭＰｌａｎＦＬ ｘ１００対物レンズを使用することで、カバーガラスをスライドガラスに被せずにポリスチレン粒子あるいは微生物を観察した。暗視野光路からの迷光は、ＤＩＣスライダを用いてカットした。ポリスチレン粒子あるいは微生物の蛍光画像、及び同視野の明視野画像は、顕微鏡に接続したＤＰ−７０ ＣＣＤカメラ（オリンパス株式会社）で撮影した。

撮影した蛍光画像は、画像解析ソフトウェアＩｍａｇｅ−Ｐｒｏ Ｐｌｕｓ ６．３Ｊ（Ｍｅｄｉａ Ｃｙｂｅｒｎｅｔｉｃｓ， Ｉｎｃ．）を使用して、８ビットグレースケール画像に変換し、蛍光画像内のポリスチレン粒子あるいは微生物を検出した。１つのポリスチレン粒子あたりの蛍光強度は、画像解析ソフトウェアが粒子と認識した範囲にある画素のグレースケール値を合計することで算出した。この際、画像内の、粒子を含まない任意の範囲の画素の平均グレースケール値を求め、これをバックグラウンド値とし、粒子と認識された範囲内のそれぞれの画素のグレースケール値からバックグランド値を引くことで、１つのポリスチレン粒子あたりの蛍光強度を補正した。また、複数のポリスチレン粒子の凝集体が一粒子と認識された場合は、明視野画像に基づいて粒子数を判別し、粒子の凝集体の蛍光強度を粒子数で割って、１つのポリスチレン粒子あたりの平均蛍光強度を求めた。１つの微生物あたりの蛍光強度も、同様の手法により求めた。

波長が４０５ｎｍ付近の励起光を用いた場合の、ポリスチレン粒子及び微生物の蛍光強度の分布を、図３に示す。図３に示すように、型番５１００Ａの粒子、型番４２０３Ａの粒子、型番ＰＳ０６Ｎ／５６２３の粒子、及び型番ＰＳ０５Ｎ／７５０８の粒子は、微生物と同様の強度の蛍光を発した。型番５１００Ａの粒子が発した蛍光の強度は、コリネバクテリウム、マイクロコッカス、及び大腸菌が発した蛍光の強度に特に近かった。型番ＰＳ０５Ｎ／７５０８の粒子が発した蛍光の強度は、コリネバクテリウム、マイクロコッカス、表皮ブドウ球菌、枯草菌、及びアスペルギルスのそれぞれが発した蛍光の強度に特に近かった。型番ＰＳ０６Ｎ／５６２３の粒子及び型番４２０３Ａの粒子のそれぞれが発した蛍光の強度は、枯草菌、及びアスペルギルスのそれぞれが発した蛍光の強度に特に近かった。

型番３５００Ａの粒子が発した蛍光の強度は、微生物が発した蛍光の強度より弱かった。型番４２０５Ａの粒子が発した蛍光の強度は、微生物が発した蛍光の強度より強かった。

また、波長が４０５ｎｍ付近の励起光、及び波長が３４０ｎｍ付近の励起光のそれぞれを用いた場合の、ポリスチレン粒子及び微生物の蛍光強度の分布を、図４に示す。図４に示すように、励起光の波長を変えても、ポリスチレン粒子及び微生物のそれぞれが発する蛍光の強度の変化は、顕著でなかった。

（微生物検出装置による蛍光強度の測定）
微生物検出装置による蛍光強度の測定は、文献（Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｅｒｏｓｏｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．４２，３９７−４０７，２０１１）に従った。すなわち、ＨＥＰＡフィルタユニットを設置した３ｍ³容量の密閉したチャンバ内で、ＨＥＰＡフィルタユニットを運転して、チャンバ内部の空気を清浄化した。その後、ポリスチレン粒子あるいは微生物の懸濁液を、ネブライザ（Ｓａｌｔｅｒ Ｌａｂｓ製 Ｒｅｆ８９００）を用いて、５Ｌ／ｍｉｎの流量で２０秒噴霧し、チャンバ内の空中に浮遊させた。その後、３０秒間内部の空気を攪拌し、水滴を乾燥させるとともにポリスチレン粒子あるいは微生物を均一に拡散させた。その後６０秒間、微生物検出装置として空中浮遊菌検出器（ＢｉｏＶｉｇｉｌａｎｔ社製ＩＭＤ−Ａ ３００）でチャンバ内の空気を測定し、空気に含まれるポリスチレン粒子あるいは微生物を検出した。検出したポリスチレン粒子あるいは微生物の蛍光強度は、空中浮遊菌検出器の蛍光検出器の検知電圧値として、得られた。

空中浮遊菌検出器で測定した、ポリスチレン粒子及び微生物の蛍光強度の分布を、図５に示す。空中浮遊菌検出器で測定した場合も、ポリスチレン粒子の蛍光強度が、微生物の蛍光強度に近いことが示された。

１ 試験室
２ 放出装置
６ エアクリーナ
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄ 攪拌ファン
１１Ａ、１１Ｂ 給気装置
２０ 微生物検出装置
２１ 筐体
２２ 吸引装置
２３ ノズル
２４ 吸引装置
２５ 光源
２６ レーザ光
２７ 蛍光検出器
３０１ 情報取得部
３０２ 比較部
３０３ 表示部
３０４ 警報部
３０５ 測定特性取得部
４０１ 情報記憶装置

Claims (16)

1. 微生物検出装置の校正に用いられる、光を照射されると微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じ強度の蛍光を発するポリスチレン粒子の情報を保存する情報記憶装置と、
   前記微生物検出装置の校正のために、放出装置が放出する粒子の情報を取得する情報取得部と、
   前記情報記憶装置に保存されている前記ポリスチレン粒子の情報と、前記情報取得部が取得した前記粒子の情報と、を比較する比較部と、
   を備える、微生物検出装置の校正支援装置。
2. 前記情報記憶装置に保存されている前記ポリスチレン粒子の情報と、前記放出装置が放出する粒子の情報と、が一致しない場合、警報を発する警報部を更に備える、請求項１に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
3. 前記情報記憶装置に保存されている前記ポリスチレン粒子の情報を表示する表示装置を更に備える、請求項１又は２に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
4. 前記放出装置が放出する粒子の情報を表示する表示装置を更に備える、請求項１又は２に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
5. 前記情報記憶装置が保存する情報が、前記ポリスチレン粒子の名称であり、前記情報取得部が取得する情報が、前記放出装置が放出する粒子の名称である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
6. 前記情報記憶装置が保存する情報が、前記ポリスチレン粒子の特性であり、前記情報取得部が取得する情報が、前記放出装置が放出する粒子の特性である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
7. 前記情報記憶装置が保存する情報が、前記ポリスチレン粒子の放出条件であり、前記情報取得部が取得する情報が、前記放出装置が放出する粒子の放出条件である、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
8. 前記ポリスチレン粒子の測定された特性を取得する、測定特性取得部を更に備え、
   前記比較部が、前記ポリスチレン粒子の測定された特性と、前記放出装置が放出した粒子の情報と、を比較する、
   請求項６に記載の微生物検出装置の校正支援装置。
9. 微生物検出装置の校正に用いられる、光を照射されると微生物が発する蛍光の強度とほぼ同じ強度の蛍光を発するポリスチレン粒子の情報を保存する情報記憶装置から前記ポリスチレン粒子の情報を取得することと、
   前記微生物検出装置の校正のために、放出装置が放出する粒子の情報を取得することと、
   前記情報記憶装置に保存されている前記ポリスチレン粒子の情報と、前記放出装置が放出する粒子の情報と、を比較することと、
   を含む、微生物検出装置の校正支援方法。
10. 前記情報記憶装置に保存されている前記ポリスチレン粒子の情報と、前記放出装置が放出する粒子の情報と、が一致しない場合、警報を発することを更に含む、請求項９に記載の微生物検出装置の校正支援方法。
11. 前記情報記憶装置に保存されている前記ポリスチレン粒子の情報を表示することを更に含む、請求項９又は１０に記載の微生物検出装置の校正支援方法。
12. 前記放出装置が放出する粒子の情報を表示することを更に含む、請求項９又は１０に記載の微生物検出装置の校正支援方法。
13. 前記情報記憶装置が保存する情報が、前記ポリスチレン粒子の名称であり、前記放出装置が放出する粒子の情報が、前記放出装置が放出する粒子の名称である、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の微生物検出装置の校正支援方法。
14. 前記情報記憶装置が保存する情報が、前記ポリスチレン粒子の特性であり、前記放出装置が放出する粒子の情報が、前記放出装置が放出する粒子の特性である、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の微生物検出装置の校正支援方法。
15. 前記情報記憶装置が保存する情報が、前記ポリスチレン粒子の放出条件であり、前記放出装置が放出する粒子の情報が、前記放出装置が放出する粒子の放出条件である、請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の微生物検出装置の校正支援方法。
16. 前記ポリスチレン粒子の測定された特性を取得することと、
    前記ポリスチレン粒子の測定された特性と、前記放出装置が放出した粒子の情報と、を比較することと、
    を更に含む、請求項１４に記載の微生物検出装置の校正支援方法。